[发明专利]激光雷达与卫星导航融合的目标在线定位方法

说明书

一种激光雷达与卫星导航融合的目标在线定位方法，包括：通过无人车的激光雷达获取点云数据；将点云数据投影到二维图像；将二维图像输入预先训练好的定位目标识别模型中，识别出定位目标，得到该定位目标在激光雷达坐标系中的极坐标，将极坐标转换为直角坐标；从无人车的卫星定位数据中获得接收天线的大地坐标系坐标；将大地坐标系坐标依次转换为地心坐标系坐标、东北天导航坐标系坐标、车载卫星定位设备导航坐标系坐标；将定位目标直角坐标转换为车载卫星定位设备导航坐标系坐标；将定位目标的车载卫星定位设备导航坐标系的坐标转换为地心坐标系的坐标。本发明方法能有效解决遮挡、干扰等无法实现直接卫星导航定位环境中的高精度在线定位问题。

技术领域

本发明属于目标定位技术领域，尤其涉及一种激光雷达与卫星导航融合的目标在线定位方法。

背景技术

卫星导航定位系统是具有在海陆空进行全方位实时导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统，具有全能性、全球性、全天候、连续性、实时性的导航、定位和授时等多种功能，能为各类静止或高速运动的用户提供较为精密的瞬间空间坐标。卫星导航定位系统技术作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域，是目前应用最为广泛的定位技术。

随着现代信息技术和移动计算的高速发展，更为精确的实时定位导航越来越受到人们的普遍关注，稳定性更强、精度更高和可靠性更好的定位技术已成为人们越来越强烈的需求。在物联网万亿级市场的驱动下，新的定位技术和新的应用前景正在逐渐释放，但传统的定位技术及其应用发展也面临着诸多的挑战。

数十年来，学术界和工业界一直致力于室内/室外定位技术研究。然而，现有的实时在线定位技术应用的范围仍然非常有限。卫星导航定位设备是无人车感知系统重要的传感器，可以为无人车提供高精度的经度、纬度以及速度信息。但在定位某些特殊场景下的目标时，由于目标的卫星定位信号容易受到遮挡、干扰等复杂的环境因素影响，难以为无人车提供定位目标持续、稳定的导航定位数据，尤其是隧道、城市峡谷、树冠茂密场景，环境遮挡造成可视星数目急剧降低，多路径效应明显，不定位或者定位误差过大情况明显。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种激光雷达与卫星导航融合的目标在线定位方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种激光雷达与卫星导航融合的目标在线定位方法，其特征在于，包括：

S101、通过无人车的激光雷达获取点云数据；

S102、将所述点云数据投影到二维图像；

S103、将所述二维图像输入预先训练好的定位目标识别模型中，识别出定位目标，通过所述激光雷达得到该定位目标在激光雷达坐标系中的极坐标(θ,ρ)，通过以下公式将所述极坐标(θ,ρ)转换为直角坐标：

其中，X_r为所述定位目标距离无人车侧向水平距离，Y_r为所述定位目标距离无人车前侧的水平距离；

S104、从无人车的车载卫星定位设备的卫星定位数据中获得该车载卫星定位设备的接收天线的大地坐标系坐标(L,B,H)，L为所述接收天线的纬度，B为所述接收天线的经度，H为所述接收天线的高度；

S105、通过以下公式将所述接收天线的大地坐标系坐标(L,B,H)转换为WGS84地心坐标系的坐标(X_a,Y_a,Z_a)：

其中，为WGS84地心坐标系的地球曲率半径，为WGS84地心坐标系的地球椭圆率，a、b分别为WGS84地心坐标系的地球长轴与短轴；

S106、通过以下公式将所述接收天线的WGS84地心坐标系的坐标转换为东北天导航坐标系的坐标：