[发明专利]一种车辆定位方法及系统

权利要求书

1.一种车辆定位系统，其特征在于，包括：

全球定位系统GPS模块，用于从卫星系统获取车辆的经纬度信息；

惯性测量单元IMU模块，用于获取所述车辆在三维空间的加速度和角加速度；

摄像头模块，用于采集所述车辆行驶过程中的道路环境图像；

激光模块，用于扫描所述车辆周围环境的3D点云数据；

分别与所述GPS模块、所述IMU模块、所述摄像头模块和所述激光模块连接的控制器模块，所述控制器模块用于在确定所述GPS模块对所述车辆的定位精度低于预设定位精度时，开启所述摄像头模块和所述激光模块，从所述摄像头模块采集的所述道路环境图像中，进行目标区域提取和人工路标识别，所述人工路标在世界坐标系中的位置已知，对所述车辆进行初步定位，得到初步定位结果；从预存储的地图中确定与所述初步定位结果相对应的局部地图；对所述激光模块扫描到的所述3D点云数据进行分析处理，得到环境角点特征参数数据，并利用所述环境角点特征参数数据进行三维地图重建；将重建的三维地图与所述局部地图进行匹配，得到所述车辆的实际位置信息和航向角信息；

其中，所述对所述激光模块扫描到的所述车辆周围环境的3D点云数据进行分析处理，得到环境角点特征参数数据，具体包括：

采用直线回归方法，从所述3D点云数据中提取出车辆坐标系下所有的直线段，所述直线段具有特征参数：车辆坐标系原点到直线段的垂直距离、垂线与车辆坐标系中车辆行驶方向所在轴的夹角以及直线段长度；

利用相交的三条所述直线段的特征得到相对应角点的角点特征参数数据。

2.根据权利要求1所述的车辆定位系统，其特征在于，所述控制器模块还用于：

在确定所述GPS模块对所述车辆的定位精度不低于所述预设定位精度时，关闭所述摄像头模块和所述激光模块，并根据所述GPS模块获取的所述车辆的经纬度信息以及所述IMU模块获取的车辆在三维空间的加速度和角加速度，得到所述车辆的实际位置信息和航向角信息。

3.一种车辆定位方法，其特征在于，所述车辆定位方法应用于权利要求1所述的车辆定位系统中的控制器模块，所述车辆定位方法包括：

获取GPS模块发送的车辆的定位状态数据；

判断所述定位状态数据中的所述车辆的定位精度是否低于预设定位精度；

当判定所述定位精度低于所述预设定位精度时，开启摄像头模块和激光模块；

从所述摄像头模块采集的所述车辆行驶过程中的道路环境图像中，进行目标区域提取和人工路标识别，对所述车辆进行初步定位，得到初步定位结果，其中，所述人工路标在世界坐标系中的位置已知；

从预存储的地图中确定与所述初步定位结果相对应的局部地图；

对所述激光模块扫描到的所述车辆周围环境的3D点云数据进行分析处理，得到环境角点特征参数数据，具体包括：采用直线回归方法，从所述3D点云数据中提取出车辆坐标系下所有的直线段，所述直线段具有特征参数：车辆坐标系原点到直线段的垂直距离、垂线与车辆坐标系中车辆行驶方向所在轴的夹角以及直线段长度；利用相交的三条所述直线段的特征得到相对应角点的角点特征参数数据；

利用所述环境角点特征参数数据进行三维地图重建，得到三维地图；

将所述三维地图与所述局部地图进行匹配，得到所述车辆的实际位置信息和航向角信息。

4.根据权利要求3所述的车辆定位方法，其特征在于，所述判断所述定位状态数据中的所述车辆的定位精度是否低于预设定位精度具体包括：

判断所述定位状态数据中的GPS信号丢失的时间是否大于预设时间；或从所述GPS信号丢失时刻起，所述车辆累计行驶距离是否大于预设距离；

相对应的，当判定所述定位精度低于所述预设定位精度时，开启摄像头模块和激光模块具体包括：

当判定所述GPS信号丢失时间大于所述预设时间；或从所述GPS信号丢失时刻起，所述车辆累计行驶距离大于所述预设距离时，开启所述摄像头模块和所述激光模块。