[发明专利]车辆定位和路径规划统一建模方法

说明书

本发明提供了一种车辆定位和路径规划统一建模方法，将定位与路径规划创新性的进行统一建模，以路径规划的轨迹作为一种约束，计算GPS定位结果与激光雷达定位结果到约束轨迹之间的横向距离作为卡尔曼滤波器中的约束，融合GPS定位与激光定位结果，利用激光定位数据修正GPS定位结果，得到车辆的精确定位信息。与现有技术相比，本发明将定位与路径规划关联起来，统一建模，融合GPS定位结果与激光雷达定位结果，解决了GPS在信号差的区域定位结果不准和激光雷达定位存在累计误差的问题，可以为车辆循迹导航提供精确的定位精度。

技术领域

本发明属于定位技术领域，具体涉及一种车辆定位和路径规划统一建模方法。

背景技术

近年来，随着汽车智能化的程度越来越高，车辆的定位问题与路径规划问题成为各方研 究的热点。目前主流的车辆定位方法主要有基于GPS的、基于视觉的和基于激光的定位。当 前基于GPS的车辆定位技术日趋成熟，然而其定位误差在10米左右，定位精度低，并且在 某些GPS信号弱或者接受不到的地方，其定位精度更是难以得到保证，单纯的GPS已经不能 满足车辆的定位需求。随着激光雷达传感器的广泛应用，基于激光的车辆定位技术得到快速 发展，激光雷达的优点是测量精确，能够比较精准的提供角度和距离信息，可以达到1°的 角度精度以及厘米级别的测距精度，扫描范围广，但存在由于累计误差而导致的定位偏差问 题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种车辆定位和路径规划统一建模方法，提高定位精 度。

本发明所采用的技术方案如下：

一种车辆定位和路径规划统一建模方法，包括以下步骤：

S1、处理激光点云数据，得到二维栅格地图；

S2、通过标定点云与GPS数据之间的映射关系，将激光坐标系中的车辆轨迹信息和二 维栅格地图映射到GPS坐标系下；

S3、基于A星算法在二维栅格地图中确定路径规划的轨迹结果；

S4、以路径规划的轨迹作为约束轨迹，计算GPS定位结果与激光雷达定位结果到约束 轨迹之间的横向距离作为卡尔曼滤波器中的约束，融合GPS定位与激光定位结果。

优选地，步骤S1包括：

S11、对激光点云数据进行预处理，剔除噪声点、离群点，同时过滤掉场景中路面点云 信息，只保留场景中除路面信息之外的固有静态障碍信息；

S12、将预处理后的三维激光点云数据进行XOY平面的投影处理，然后将整个XOY平面均匀地划分为一定尺寸的栅格，规定存在点云的栅格为占据状态，无点云存在的栅格为自 由状态，构建二维栅格地图。

优选地，步骤S11包括：

S111、采用直通滤波器保留距离车辆一定距离内的点云数据，即：若激光点云数据中某 一点的坐标(x_i，y_i，z_i)满足：x_i∈(X₁,X₂)∩y_i∈(Y₁,Y₂)∩z_i∈(Z₁,Z₂)，则该点被保留；其 中，X_i、Y_i和Z_i分别为激光点云坐标系沿X、Y和Z轴方向设定的阈值；

S112、采用体素网格滤波器对激光点云数据进行滤波降采样处理，将点云数据划分为多 个体素网格，计算每一个体素网格的重心，以重心点代表体素网格中的所有点；