[發(fā)明專利]一種基于多信息融合的無人駕駛車輛高精度定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611261781.5
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106767853B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王智靈;崔國才;金鵬;黃俊杰;梁華為
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號: G01C21/30
• 分類號: G01C21/30
• 代理公司: 11251 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 楊學(xué)明;顧煒

本發(fā)明涉及一種基于多信息融合的無人駕駛車輛高精度定位方法，可以應(yīng)用在無人駕駛車輛的環(huán)境感知和智能決策當(dāng)中。本發(fā)明利用離線地圖和在線感知信息的配合實現(xiàn)高精度實時定位。離線地圖記錄無人駕駛車輛行駛區(qū)域的道路交通信息。在線感知信息包括車道線和道路邊界。無人駕駛車輛在地圖區(qū)域中行駛時，根據(jù)慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)給出的定位信息確定車輛的大概位置，獲取位置附近的局部地圖，通過車載傳感器檢測車輛前方的車道線和車輛兩邊的道路邊界，確定車輛與車道線及道路邊界的相對位置，對比車輛在地圖中的位置，計算偏差，修正定位誤差，實現(xiàn)高精度定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無人駕駛車輛技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種基于多信息融合的無人駕駛車輛高精度定位方法。

背景技術(shù)

無人駕駛車輛是一種自動完成駕駛?cè)蝿?wù)的智能汽車。它依靠車載傳感器感知道路環(huán)境，采取合適的行駛策略，控制車輛安全可靠地到達(dá)目的地。無人駕駛車輛是計算機(jī)科學(xué)、模式識別和智能控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物，在國防和國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

高精度定位是實現(xiàn)無人駕駛的必要條件。無人駕駛車輛利用高精度定位，再配合高精度地圖，能夠精確判斷它所在的位置，熟悉車輛附近的道路交通環(huán)境，降低感知系統(tǒng)對環(huán)境檢測的要求。高精度定位可以幫助決策系統(tǒng)實時規(guī)劃行駛路徑，選擇合適的車道，處理各種交通狀況，有效提高行駛質(zhì)量，增強(qiáng)行車的安全性和智能性。

傳統(tǒng)的定位通常由衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS、北斗等)加慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)組成。衛(wèi)星定位信號在高樓林木遮擋的情況下容易受到干擾，導(dǎo)致信號質(zhì)量下降。單獨使用INS系統(tǒng)輸出定位信息的話，誤差會隨著時間迅速增大。

公開號為CN104089619A的專利(申請?zhí)朇N201410202876.4)提供了一種無人駕駛汽車的GPS導(dǎo)航地圖精確匹配系統(tǒng)及其操作方法。該方法包括定位模塊、地圖模塊和匹配模塊，定位模塊獲取車輛的實時定位信息和路徑軌跡信息，地圖模塊將信息制作成KML文本地圖的地圖解析模塊和地圖加載模塊，匹配模塊在行駛過程中利用定位模塊和地圖模塊的信息實時為車輛匹配最佳路線。該專利利用KML地圖與GPS實時測得的經(jīng)緯度進(jìn)行匹配，沒有利用局部的道路環(huán)境特征，由于信息來源單一、地圖和GPS信息存在偏差，該專利應(yīng)用范圍有限，定位精度不足。

采用多傳感器信息融合的定位方案，可以將多種傳感器組合在一起，無人駕駛車輛先接收衛(wèi)星和慣導(dǎo)定位信號，實現(xiàn)粗定位，再配合環(huán)境感知系統(tǒng)，利用車載激光雷達(dá)、相機(jī)等傳感器采集數(shù)據(jù)，構(gòu)建場景的二維或三維地圖，提取環(huán)境特征，借助地圖特征匹配獲得局部環(huán)境下的高精度定位。不同的傳感器檢測范圍不一樣，適應(yīng)的環(huán)境有所差別。提供多個信息源，可以擴(kuò)大檢測范圍，增加信息冗余度，有效增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于多信息融合的無人駕駛車輛高精度定位方法，本發(fā)明能夠結(jié)合多種信息融合的優(yōu)點，在各種道路條件下都能夠持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行高精度地圖匹配和修正，快速獲得高精度定位結(jié)果。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種基于多信息融合的無人駕駛車輛高精度定位方法，融合地圖模塊、相機(jī)處理模塊和雷達(dá)處理模塊提供的信息，通過車道線校正和邊界校正使車輛在地圖中的位置與它在環(huán)境中的真實位置相匹配。其中：

所述地圖模塊，根據(jù)實時定位信息繪制以車輛為中心、一定范圍內(nèi)的局部地圖，供相機(jī)處理模塊和雷達(dá)處理模塊使用；

所述相機(jī)處理模塊，使用相機(jī)采集車輛行駛過程中的路面原始數(shù)據(jù)，提取車道線，用于地圖匹配和校正；

所述雷達(dá)處理模塊，使用激光雷達(dá)采集車輛周圍環(huán)境信息，提取道路邊界，用于地圖匹配和校正。

其中，相機(jī)處理模塊在做地圖匹配和校正之前對檢測的車道線進(jìn)行可用性評估，評估指標(biāo)包括：車道夾角angle_camera、車頭夾角angle_car和車道寬度差line_width，