[發明專利]用附加車載視覺傳感器加強GPS或GPS/傳感器車輛定位的方法

有效

• 申請號: 201110354504.X
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102565832A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: C.巴斯納亞克;W.張
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: G01S19/48
• 分類號: G01S19/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝

技術領域

本發明總體上涉及GPS輔助定位。

背景技術

全球定位系統(GPS)或其它全球導航衛星系統(GNSS)接收機是通過跟蹤視線信號而運行。這些接收機通常要求至少四顆或更多衛星在車輛衛星接收機的無障礙視線中連續地可用。由于存在天然或人造障礙物(例如，建筑物)或天然障礙物(即，密集的樹覆蓋)，因此在某些情況下準確確定衛星接收機位置所要求的理論上最小數量的衛星有可能不可用。當車輛GPS接收機由于天然障礙物或人造障礙物而導致與各衛星的通信變得不緊密時，可利用其它數據(例如用于航位推算定位的數據)來補償由于GPS精度低所造成的位置誤差增加。一般來說，結合GPS的系統輸出位置誤差估計值，并且誤差越大則所估計的GPS位置就越不可靠。

慣性傳感器或其它車輛傳感器(如橫擺率傳感器)可用于生成GPS輔助數據。用于輔助GPS的技術通常能夠進行相對導航(捕獲相對于給定局部起點的位置和取向變化)，而GPS能夠提供相對于全球框架的絕對位置信息。航位推算(DR)是這種相對導航技術的一個例子。采用橫擺率（yaw?rate）測量值或來自其它這種傳感器的數據的一個弊端是：在無校正或校準的情況下在時間上的純積分(pure?integration)會累積傳感器誤差(如傳感器中的噪聲和偏差)，其中噪聲和偏差的污染度很大程度上取決于傳感器的品質。作為一個例子，雖然典型的橫擺率傳感器的偏差和噪聲水平對于短期使用來說也許并不高，但結果是橫擺率傳感器測量值的積分的有效時間僅為幾十秒。隨著時間向前推移，由于噪聲和偏差所造成的積分誤差迅速增加。因此，需要對積分過程進行重新設置和初始化或者連續更新。因此，在GPS系統位置估計和位置誤差估計中使用橫擺傳感器的輔助措施，只可以用于較短的持續時間(根據傳感器品質)。

發明內容

本發明實施例的一個優點是：當無法獲得用于更新車輛位置的GPS相關數據時，對用于校正車輛位置數據誤差的跟蹤數據的加強。跟蹤數據是由車載視覺基模塊所確定的，車載視覺基模塊確定在車輛行駛距離中的橫擺、俯仰、和距離校正。一旦GPS或GPS-DR數據的位置誤差估計值變得不容忽視，那么由車載視覺基模塊所捕獲的跟蹤數據可以補充GPS相關數據，從而使車輛估計位置的誤差最小化。

本發明的實施例設想了一種利用車載視覺基模塊來加強GPS數據的方法。利用由位置模塊所獲得的位置相關數據來確定車輛位置。定期地對位置誤差進行估計。做出位置誤差估計值是否超過第一預定誤差閾值的判定。在行駛過程中，利用來自車載視覺基模塊的捕獲圖像，生成用于車輛的跟蹤數據。響應于位置誤差估計值超過第一預定誤差閾值，將跟蹤數據與位置相關數據加以整合而估計車輛位置。做出位置誤差估計值是否下降至低于第二預定誤差閾值的判定。當位置誤差估計值下降至低于第二預定誤差閾值時，在無車載視覺基模塊的情況下僅利用位置相關數據對車輛位置進行再確定。

本發明的實施例設想了一種經加強的車輛定位系統。車輛位置模塊利用位置相關數據來確定車輛的車輛位置。車輛位置模塊進一步確定位置誤差估計值，該估計值提供車輛位置精度的置信水平。車載視覺基模塊捕獲在車輛行駛路徑上的圖像，用以生成跟蹤數據。做出位置誤差估計值是否超過第一預定誤差閾值的判定。當位置誤差超過第一預定誤差時，將跟蹤數據與位置相關數據加以整合而估計當前的車輛位置。當位置誤差估計值小于第二預定誤差閾值時，在無車載視覺基模塊的情況下僅利用位置相關數據對當前的車輛位置進行再確定。

本發明還涉及以下技術方案。

方案1.?一種利用車載視覺基模塊來加強GPS數據的方法，所述方法包括：

利用從位置模塊中獲得的位置相關數據來確定車輛位置；

定期地估計位置誤差；

確定所述位置誤差估計值是否超過第一預定誤差閾值；

在行駛的過程中，利用來自所述車載視覺基模塊的捕獲圖像，生成用于所述車輛的跟蹤數據；

響應于所述位置誤差估計值超過所述第一預定誤差閾值，將所述跟蹤數據與所述位置相關數據加以整合以估計所述車輛的位置；

確定所述位置誤差估計值是否下降至低于第二預定誤差閾值；以及

當所述位置誤差估計值下降至低于所述第二預定誤差閾值時，僅使用所述位置相關數據對所述車輛位置進行再確定。

方案2.?如方案1所述的方法，其中，所述車輛位置模塊使用從基于GPS的裝置所獲得的位置相關數據。