[發明專利]一種基于視覺和高精度地圖車道線約束的組合導航方法

有效

• 申請號: 201710937115.7
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107782321B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 章紅平;牛小驥;李團;易凱;胡楠楠
• 申請（專利權）人: 武漢邁普時空導航科技有限公司
• 主分類號: G01C21/28
• 分類號: G01C21/28;G01S19/45
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

本發明屬于導航技術領域，公開了一種基于視覺和高精度地圖車道線約束的組合導航方法,包括：通過GNSS/INS組合導航定位獲得載體的概略位置及精度評定指標；通過視覺輔助識別車道線、確定載體所在車道；結合高精度地圖形成載體位置區域約束方程，輔助組合導航濾波解算。本發明解決了現有技術中城市環境下GNSS易受到干擾和遮擋從而造成車載組合導航算法可用性低的問題，達到了提高城市環境組合導航算法的可用性的技術效果。

技術領域

本發明涉及導航技術領域，尤其涉及一種基于視覺和高精度地圖車道線約束的組合導航方法。

背景技術

高精度高可靠的定位定姿算法是車載移動測繪、自動駕駛行業發展的基礎。目前基于全球衛星導航系統(GNSS)/慣性導航系統(INS)的組合導航算法由于其融合GNSS高精度長期定位性能和INS高精度短期定位性能的優勢及能夠提供連續的高精度定位定姿結果的特點得到廣泛應用。

由于INS系統器件誤差會隨時間發散，GNSS/INS組合導航中需要依賴高精度GNSS定位結果估計INS器件誤差并補償，從而抑制INS誤差發散。然而，由于車載條件尤其是在城市環境中GNSS信號很容易受到干擾或是遮擋，如果GNSS信號長期不可用(如在高架橋或隧道中)，INS誤差發散得不到有效的估計和補償，定位定姿結果誤差大大增加，無法滿足車載移動測繪和自動駕駛的應用需求。

基于視覺輔助的組合導航算法能夠一定程度上提高城市環境組合導航算法的可用性，然而由于常規視覺輔助算法中需要布設標志或識別大量的特征點，算法復雜度高且易受到環境光等測試環境的影響，在應用過程中受到限制。

發明內容

本申請實施例通過提供一種基于視覺和高精度地圖車道線約束的組合導航方法，解決了現有技術中城市環境下GNSS易受到干擾和遮擋從而造成車載組合導航算法可用性低的問題。

本申請實施例提供一種基于視覺和高精度地圖車道線約束的組合導航方法，包括以下步驟：

步驟1、通過GNSS/INS組合導航定位獲得載體的概略位置及精度評定指標；

步驟2、通過視覺輔助識別車道線、確定載體所在車道；

步驟3、結合高精度地圖形成載體位置區域約束方程，輔助組合導航濾波解算。

優選的，所述步驟1中，在GNSS信號受到干擾的情況下，通過GNSS定位解算獲得所述載體的概略位置及位置方差，將所述位置方差作為所述精度評定指標；

在GNSS信號完全不可用的情況下，通過INS濾波遞推獲得所述載體的概略位置及濾波方差，將所述濾波方差作為所述精度評定指標。

優選的，所述GNSS信號受到干擾的情況包括載波跟蹤正常的情況和載波失鎖的情況；

在所述載波跟蹤正常的情況下，通過精密定位算法解算載體的浮點解；所述精密定位算法包括實時載波差分定位模式、精密單點定位模式；

在所述載波失鎖的情況下，通過偽距定位算法解算標準定位解；所述偽距定位算法包括實時偽距差分定位模式、標準單點定位模式。

優選的，所述步驟2中，所述通過視覺輔助識別車道線采用圖形特征法和模型匹配法結合的識別方案，所述識別方案包括:

通過相機采集路面圖像，利用車道線與周圍路況的圖像特征的差異，初步識別車道線；

根據車道線的結構化特征，建立車道線模型，識別車道線模型參數；結合所述車道線模型參數和所述初步識別車道線，剔除識別誤差點，填補車道線的結構誤差區域，檢核識別的車道線。

優選的，所述車道線模型包括直線、雙曲線、樣條曲線車道線模型。