[发明专利]一种车辆定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种车辆定位方法及系统，定位系统包括：GPS模块、IMU模块、摄像头模块、激光模块和控制器模块，当车辆行驶在遮挡交通环境时，GPS模块对车辆的定位精度会低于预设定位精度，控制器模块开启摄像头模块和激光模块，利用摄像头模块采集的道路环境图像对车辆进行初步定位；从预存储的地图中确定与初步定位结果相对应的局部地图；利用激光模块扫描到的车辆周围环境的3D点云数据进行三维地图重建；将重建的三维地图与局部地图进行匹配，得到车辆的实际位置信息和航向角信息。本发明有效避免了GPS模块在遮挡交通环境中存在的定位不准确以及累积误差问题，从而提高了对车辆定位的准确性。

技术领域

本发明涉及车辆定位技术领域，更具体的说，涉及一种车辆定位方法及系统。

背景技术

定位和导航是实现智能车辆自动驾驶的两个重要技术，在实际应用中，车辆导航一般通过高精度地图实现，通常高精度地图存储有丰富的环境信息，因此具备车道级的引导能力。而定位作为导航的基础，成为了实现智能车辆自动驾驶的主要研究方向。

目前，车辆定位领域应用较多的是GPS(Global Positioning System，全球定位系统)技术。GPS能够实时全天候的提供车辆的三维位置、速度和时间等信息，实现对车辆的定位。但是，当车辆长时间行驶在隧道、立交桥等遮挡交通环境时，GPS会因卫星定位信号受到遮挡出现定位不准确，甚至失效的情况。

为克服GPS的不足，出现了多种组合定位方案，如GPS/DR(Dead Reckoning，航位推算)车辆组合定位，GPS/IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)车辆组合定位等。但是，无论是DR还是IMU，当GPS在遮挡交通环境出现定位不准确，甚至失效情况的时间较长时，都存在累积误差的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种车辆定位方法及系统，以解决传统方案中存在的GPS模块在遮挡交通环境中存在的定位不准确以及累积误差问题。

一种车辆定位系统，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。

优选的，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。

一种车辆定位方法，所述车辆定位方法应用于上述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；