[发明专利]一种用于无人车轨迹模拟测试的卫星定位运动轨迹方法

权利要求书

1.一种用于无人车轨迹模拟测试的卫星定位运动轨迹方法，其特征在于，包括编码器测量行进速率、双目测量装置测量转向参数、陀螺仪测量姿态参数和构建算法；

S1：编码器测量行进速率,编码器测量行进速率将编码器与无人车驱动电机输出轴相连，根据每秒内编码器产生的脉冲数计算无人车的行进速率；

S2：双目测量装置测量转向参数,根据光流法通过双目相机采集的图像计算车辆的转向状态和方向，双目相机安装于无人车前方，实时采集图像；

S3：陀螺仪测量姿态参数,对固定指施加电压，并交替改变电压，一个质量块做振荡式来回运动；

S4：构建算法,以无人车重心初始位置作为坐标原点，车头朝向为y轴正向，垂直于车体轴线向右为x轴正向，垂直于地面向上为z轴正向，建立空间直角坐标系。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人车轨迹模拟测试的卫星定位运动轨迹方法，其特征在于，S2中，双目测量装置测量转向参数基于梯度的方法利用双目相机分别采集的图像序列的时空微分计算光流场，其中计算的图像区域应为左右相机的重叠图像区域，将左右图像序列计算得到的光流统计值进行比较计算，得到无人车的转向状态和转向方向。

3.根据权利要求2所述的一种用于无人车轨迹模拟测试的卫星定位运动轨迹方法，其特征在于，所述光流计算公式为：

其中为图像灰度的空间梯度∪＝(u，v)^T即为光流矢量,α为图像数据及约束条件的可信度参数。

4.根据权利要求1所述的一种用于无人车轨迹模拟测试的卫星定位运动轨迹方法，其特征在于，S3中，当质量块旋转时，会产生科里奥利加速度，科里奥利加速度＝2×(w×m)，其中，m为质量块质量。

5.根据权利要求1所述的一种用于无人车轨迹模拟测试的卫星定位运动轨迹方法，其特征在于，S4中，设经时间t后，重心坐标为(X，Y，Z)，根据a，b，c中所得数据有：

由此即可确定无人车重心对应坐标(X，Y，Z)。

6.根据权利要求1所述的一种用于无人车轨迹模拟测试的卫星定位运动轨迹方法，其特征在于，S2中，实时采集图像中形成光学成像系统，光学成像系统设OC为相机光心，OCZC为相机光轴，与像平面垂直且详解像平面于O’点，其中O’点为图像物理坐标系中心，OW为世界坐标系中心，则各个坐标系之间关系如下：

假设三维空间中一点P在世界坐标系下的齐次坐标为(XW,YW,ZW,I)T，在相机坐标下的齐次坐标为(XC,YC,ZC,I)T，则有：

式中：R是正交单位旋转矩阵，为3×3矩阵；t为3×1的平移向量；

设点P在图像物理坐标系下的齐次坐标为(x,y,1)T，则

式中：f为相机焦距；

假设三维空间中一点P在图像像素坐标系下的齐次坐标为(u,v,1)T，则

式中：dx和dy表示x方向个y方向的一个像素分别占用多少个长度单位；u0和v0表示图像的中心像素坐标和图像原点像素坐标之间相差的横向和纵向像素数。

7.根据权利要求1所述的一种用于无人车轨迹模拟测试的卫星定位运动轨迹方法，其特征在于，S2中，双目相机的成像模型，其中：OL和OR为左右相机的光圈中心：f为焦距；

设空间中存在一点P，它在左右相机成像点分别是PL和PR，城乡平面坐标分别是uL和uR，根据几何关系有

则

d＝u_L-u_R

式中：d为左右图像的横坐标之差。

8.根据权利要求2所述的一种用于无人车轨迹模拟测试的卫星定位运动轨迹方法，其特征在于，光流是图像亮度的运动信息描述，设图像上一个像素点(x,y)，在时刻t的亮度为I(x,y,t)，u(x,y)和v(x,y)分别为该点光流在水平面和垂直方向上的速度分量，则

在经过时间间隔Δt之后，该点对应的点的亮度变为I(x+Δx,y+Δy,t+Δt)。