[发明专利]基于惯性测量单元的AR导航补偿系统

说明书

本申请公开了一种基于惯性测量单元的AR导航补偿系统。根据实施例的一种车载导航系统，包括：ADAS数据输入接口；姿态输入接口，能够从惯性测量单元获得车辆俯仰角信息；以及导航计算单元，所述导航计算单元能够用于还原出由ADAS系统识别的ADAS车道线的坐标；所述导航计算单元还能够用于：响应于确定本车在沿路面爬升或下降，在ADAS系统输出数据的Tsubgt;0/subgt;时刻，基于和Tsubgt;0/subgt;时刻对应的ADAS车道线与车辆俯仰角计算出车道线各坐标点相对于本车的高度Z，并确定车辆因爬升或下降导致的在Tsubgt;0/subgt;时刻后的Δt时间内的车辆高度变化量Δz；基于Z和Δz，确定Tsubgt;0/subgt;+Δt时刻ADAS车道线各坐标点相对于本车的实际高度。

技术领域

本申请涉及汽车导航系统，尤其涉及一种基于IMU(惯性测量单元)的AR 导航补偿系统。

背景技术

近年来，随着AR(Augmented Reality)技术的发展，汽车行业也逐渐引入了 AR导航的概念。典型的AR导航技术，通过将数字导航信息叠加到实时场景中，与交通状况周边环境进行融合，实现给驾乘者展示增强实景的导航效果。AR导航的一种范例，包括在车载视觉系统(通常基于摄像头)获取的实时场景上添加导航图层(overlay)，从而通过可视化信息进行导航指引(例如给出导航箭头)，标记 POI位置等，这种导航有时被叫做AR-Camera。AR导航的另一种范例是直接在抬头显示装置(HUD)上叠加各种导航信息，即直接把导航信息叠加到驾驶员的真实视野中，这种导航有时被叫作AR-HUD。

在驾驶辅助领域和自动驾驶领域已有的另一个概念是ADAS。ADAS的全称是高级驾驶者辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems)。通俗来说，ADAS 利用安装在车上的各式各样的传感器收集数据，并结合地图数据进行系统计算，从而预先为驾驶者判断可能发生的危险，保证行车的安全性。ADAS系统使用的传感器通常会包括摄像单元和雷达等。

图1显示了包含AR导航和ADAS二者的车载信息娱乐系统的典型应用。 ADAS单元包括摄像头和相应的信息处理部件，该单元可以被安装在车内后视镜位置，使摄像头朝向道路前方。ADAS单元处理由摄像头摄取的信息，然后可将生成的ADAS信息输出给行车电脑。

图1的应用中同时也可包括基于AR-Camera的方案。该方案中，为了满足AR 应用，车上可另配备高性能摄像头(可将之称为AR摄像头)，AR摄像头捕获车前的实景信息，然后传递给行车电脑，由行车电脑中的AR导航算法加以处理。 ADAS单元的摄像头和AR摄像头通常是两个分开的部件，AR摄像头有更好的清晰度和帧率以满足实景导航的需要，而ADAS单元的摄像头仅需满足ADAS检测算法的需要，其图像甚至可以是黑白的。例如，行车电脑中的AR导航算法将AR 摄像头获取的图像信息转换为RGB的二维图像，并经适当的视角转换，最后显示在车辆的中控显示或仪表盘显示上，如图2A所示。

在基于AR-HUD的方案中，行车电脑(ECU)对根据需要确定叠加图层中各指示信息的坐标，最后在挡风玻璃的适当位置上投射显示叠加图层，如图2B所示。

在具备AR导航系统和ADAS系统的车辆中，已经尝试将AR导航和ADAS 系统两套系统整合。例如，一种增强AR导航系统整合利用AR摄像头的输出和 ADAS系统的输出，具体而言，基于ADAS系统的输出得到数据信息(例如，车道线，前方障碍物距离等)，然后利用行车电脑将数据信息计算成安全提示信息，最后在对应的实景RGB图像上叠加包含ADAS安全提示信息的图层，并将叠加后的图像输出在中控显示或仪表盘显示上。图2A显示了将ADAS安全提示信息叠加到AR摄像头图像上并输出的示例性效果图。图2B显示了将ADAS安全提示信息直接投射到挡风玻璃上的示例性效果图。ADAS安全提示信息的一个实例是车道线，业内的技术已经可以做到把ADAS检测到的车道线重新绘制出来并叠加在AR 导航实景输出上。图3A显示了这种叠加后的效果。