[发明专利]基于视觉与地图车道线匹配的定位位姿校准方法及汽车

权利要求书

1.一种基于视觉与地图车道线匹配的定位位姿校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)获取前方道路图像信息、地图数据信息和本车的初始位姿；

步骤2)根据所述前方道路图像信息和地图数据信息确定本车所在车道；

步骤3)根据所述前方道路图像信息和地图数据信息计算对本车初始位姿校准的修正量；

步骤4)根据本车的初始位姿及对本车初始位姿校准的修正量计算得到修正后本车的位姿并输出。

2.根据权利要求1所述的基于视觉与地图车道线匹配的定位位姿校准方法，其特征在于，本车上安装有车辆前视摄像头、定位设备和地图模块，所述地图模块内置高精地图；

步骤1)中，通过车辆前视摄像头获取前方道路图像中检测到的车道线和路沿曲线的属性信息；通过定位设备获取本车的初始位姿，所述初始位姿包括本车的经纬度及航向的定位信息；地图模块根据定位设备获取的本车定位信息提取周围设定范围内的高精地图数据，提取的高精地图数据中包含车道线和路沿曲线的地图形点及属性信息。

3.根据权利要求2所述的基于视觉与地图车道线匹配的定位位姿校准方法，其特征在于，步骤1)中，车道线和路沿曲线的属性信息包括颜色和线型，且将车辆前视摄像头获取的车道线和路沿曲线均表示为车辆坐标系下的三次曲线：

y＝C₀+C₁x+C₂x²+C₃x³：

式中：y为车辆前视摄像头获取的车道线或路沿曲线在车辆坐标系中的车辆横移方向坐标；x为车辆前视摄像头获取的车道线或路沿曲线在车辆坐标系中的车辆行进方向坐标；C₀、C₁、C₂、C₃为常数。

4.根据权利要求2所述的基于视觉与地图车道线匹配的定位位姿校准方法，其特征在于，步骤2)中，将定位设备输出的本车的初始位姿投射到高精地图中，然后根据本车位置经纬度点和高精地图中车道线地图形点的几何位置关系，初步确定本车所在车道。

5.根据权利要求4所述的基于视觉与地图车道线匹配的定位位姿校准方法，其特征在于，步骤2)中还包括对本车所在车道进行修正的方法，该方法包括车辆前视摄像头视角范围内所有车道线的属性信息与高精地图相应车道线属性信息的匹配、以及车辆前视摄像头检测到的本车所在车道的车道线距路沿曲线的距离与高精地图中相应车道距路沿曲线的距离的匹配。

6.根据权利要求5所述的基于视觉与地图车道线匹配的定位位姿校准方法，其特征在于，步骤2)中，根据定位设备输出的本车位姿、定位设备的定位天线与车辆坐标系原点的位置关系，将高精地图中车道线和路沿曲线的地图形点转换到车辆坐标系下，并构成初始点集MSet：

MSet＝{p₁,p₂...,p_i}

式中：p_i为转换到车辆坐标系中的各地图形点，且p_i＝p_i(x_i，y_i)，x_i为p_i在车辆坐标系中的车辆行进方向坐标，y_i为p_i在车辆坐标系中的车辆横移方向坐标；

通过对转换到车辆坐标系中的各地图形点在车辆行进方向坐标为0即x＝0处进行插值，得到各地图形点此时的车辆横移方向坐标值y_l(x＝0)，其中l＝0～lineNum，lineNum为车道线的数量；

设定本车位置为车辆坐标系的原点，即本车位置的车辆横移方向坐标值y＝0，通过判断y_l(x＝0)与y＝0的关系即可初步确定本车所在车道编号。

7.根据权利要求6所述的基于视觉与地图车道线匹配的定位位姿校准方法，其特征在于，步骤3)中，利用车辆前视摄像头检测的车道线与高精地图提供的车道线间的匹配偏差，计算对定位设备提供的本车的初始位姿进行校准的修正量。