[发明专利]车辆定位方法和系统

权利要求书

1.一种车辆定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：采集路面图像信息和车辆运动信息；

步骤2：将采集到的路面图像信息通过逆透视变换方法转换成俯视图；根据俯视图中的路面图像信息与矢量地图进行匹配，得到俯视图在矢量地图中的位置；

步骤3：根据车辆在俯视图中的位置，得车辆在矢量地图中的位置，从而得到车辆的位姿信息；

其中，步骤3包括横向定位、纵向定位和融合定位；

所述横向定位通过俯视图得到车辆在车道中的横向偏移距离，并通过第一卡尔曼滤波器分别优化传感器采集到的车辆运动信息、车辆在车道中的横向偏移距离和融合定位得到车辆的位姿信息得到第一卡尔曼滤波器输出的状态量；其中，第一卡尔曼滤波器输出的状态量包括车辆在道路中的横向偏移距离、车辆的横向加速度、车辆的速度和车辆的横摆角；

所述纵向定位将俯视图中的路面标识和矢量地图中的路面标识进行配准，得出车辆在矢量地图中的纵向位移；并通过第二卡尔曼滤波器分别优化传感器采集到的车辆运动信息、车辆在矢量地图中的纵向位移和融合定位得到车辆的位姿信息得到第二卡尔曼滤波器输出的状态量；第二卡尔曼滤波器输出的状态量为车辆在矢量地图中的纵向位移、车辆的运行速度和车辆的横摆角；

所述融合定位包括以下步骤：

步骤301：根据横向定位子模块和纵向定位子模块输出值得到车辆在矢量地图中的位姿V^pos；

步骤302：以位姿C^pos为中心，取多个参考位姿；

步骤303：分别在矢量地图中取出位于位姿V^pos和多个参考位姿附近的车道线离散点集合表示在矢量地图中第i个位姿附近的车道线离散点集合,i∈(1、2、…、T+1)；

步骤304：分别在俯视图中取出位于位姿V^pos和多个参考位姿附近的车道线离散点集合表示在俯视图中第ii个位姿附近的车道线离散点集合；

步骤305：针对每个位姿分别计算集合和集合之间的最小距离，取最小距离最小对应位姿为当前车辆的位姿；车辆的位姿包括车辆在矢量地图中的横坐标、纵坐标和车辆的航向角。

2.根据权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于：所述步骤2中得到俯视图的方法为：根据公式：

将采集到的路面图像信息转换成俯视图；其中，x、y分别表示为转换后俯视图中的横坐标值、纵坐标值，h表示相机距离地面的高度，β表示相机的仰俯角，α为相机采集的路面图像中像素点相对相机焦点的偏角；u和v表示相机采集的路面图像中像素的横坐标和纵坐标；M’^-1为M’的逆变换，M＝I*T，I是摄像头的内参矩阵，T为摄像头到车辆的外参矩阵。

3.根据权利要求2所述的车辆定位方法，其特征在于：所述相机的仰俯角β的获取方法为：在初始状态下，以测量的俯仰角为基准，选取多个仰俯角，分别进行俯视图转换，将转后的俯视图中的车道宽度与矢量地图中的车道宽度进行对比，取俯视图中的车道宽度与矢量地图中车道宽度的差值，差值最小的仰俯角为俯视图转换计算中的仰俯角。

4.根据权利要求3所述的车辆定位方法，其特征在于：所述选取多个仰俯角的方法为：以初始状态下测量得到的相机的仰俯角为基准仰俯角，以相同的角度间隔，在基准仰俯角前后分别取20个仰俯角；其中角度间隔为0.1°。

5.根据权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于：横向定位中还根据车辆距离道路中心线的偏移程度发出报警信号；其中，车辆距离道路中心线的偏移程度为如果不小于则发出报警信号；d为车辆在车道中的横向偏移距离，V_w为车身宽度，R_w为车道宽度，s_d为安全距离。

6.根据权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于：所述集合和集合之间的最小距离的获取方法为：选择集合中点少的为参考集合，遍历参考集合中的每个点分别与点数多的集合中的每个点计算两点之间的距离，选取参考集合中每个点对应的最小距离值；得到参考集合的最小距离集合；将最小距离集合中的每个值相加得到集合和集合之间的最小距离。