[發明專利]基于路沿熒光反射和雙目相機的隧道定位系統及方法

在審

• 申請號: 201711418856.0
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108254776A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 曹愷;王月;楊航;王鑫;繆君
• 申請（專利權）人: 東風汽車集團有限公司
• 主分類號: G01S19/48
• 分類號: G01S19/48;G01C11/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿

本發明涉及一種基于路沿熒光反射和雙目相機的隧道定位系統，它包括GPS接收模塊、地圖系統、雙目視覺圖像定位系統和融合定位控制器，其中，GPS接收模塊的信號輸出端連接地圖系統的GPS位置信號輸入端，地圖系統的地圖數據輸出端連接融合定位控制器的地圖數據輸入端，雙目視覺圖像定位系統的雙目定位數據輸出端連接融合定位控制器的雙目定位數據輸入端；本發明利用路沿熒光反射和雙目立體視覺實時修正GPS的定位誤差，使得本發明的定位系統可以在隧道等遮蔽環境下提供高精度的定位，為車輛在環境建模中提供精確的車輛位置信息。

技術領域

本發明涉及汽車自動駕駛技術領域，具體涉及一種基于路沿熒光反射和雙目相機的隧道定位系統及方法。

背景技術

在自動駕駛汽車行駛過程中，車輛定位是車輛規劃控制的重要輸入，需要分米級甚至更高的定位精度。在隧道等存在遮擋環境中，差分GPS定位也會受到很大影響，無法完成定位。為了滿足該需求，有采用GPS+碼盤、射頻+車姿等方法，但這種方法精度較低不能定位到車輛車道；有采用相機和車姿狀態傳感器輔助方法，但由于受光照強度的影響識別誤差較大，車輛定位車道并不穩定；有采用高精度慣導或激光雷達輔助的方法，但這方法受成本限制，不易量產推廣。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于路沿熒光反射和雙目相機的隧道定位系統及方法，該系統利用路沿熒光反射和雙目立體視覺實時修正定位誤差，使其可適用于隧道等遮蔽環境下的自動駕駛。

為解決上述技術問題，本發明公開的一種基于路沿熒光反射和雙目相機的隧道定位系統，其特征在于：它包括GPS(全球衛星定位系統)接收模塊、地圖系統、雙目視覺圖像定位系統和融合定位控制器，其中，GPS接收模塊的信號輸出端連接地圖系統的GPS位置信號輸入端，地圖系統的地圖數據輸出端連接融合定位控制器的地圖數據輸入端，雙目視覺圖像定位系統的雙目定位數據輸出端連接融合定位控制器的雙目定位數據輸入端；

GPS接收模塊用于通過全球衛星定位系統對行駛中車輛進行初步定位，并將車輛的初步定位數據傳輸給地圖系統；

所述地圖系統通過GPS定位車輛位置，并將初步定位車輛位置信息與地圖系統中的當前道路信息匹配，并根據該匹配的結果將對應的隧道道路屬性信息、隧道環境中路沿反射面的路沿點序列坐標數據、隧道道路特征元素數據輸出至融合定位控制器；

所述雙目視覺圖像定位系統用于通過圖形識別技術對隧道道路屬性信息、隧道環境中的路沿反射面和隧道道路特征元素進行識別并將結果信息輸入至融合定位控制器，該識別結果為隧道中車道線和路沿的位置、隧道道路曲率和隧道道路特征元素(如洞口、照明燈、指示牌、通風口、輔助通道口和井口)的位置信息；

所述融合定位控制器用于根據地圖系統提供的將隧道道路屬性信息、路沿反射面的路沿點序列坐標數據、隧道道路特征元素數據以及雙目視覺圖像定位系統提供的圖形識別結果信息，通過SLAM(即時定位與地圖構建，simultaneous localization and mapping)技術進行即時定位匹配(實現對隧道雙目定位數據與車輛隧道地圖定位數據的融合)，形成隧道路沿立體模型，并將隧道路沿立體模型結合車身結構數據和雙目相機安裝位置數據反算出車輛精確行駛位置。

一種利用上述系統的隧道定位方法，它包括如下步驟：

步驟1：GPS接收模塊通過全球衛星定位系統對行駛中車輛進行初步定位，并將車輛的初步定位數據傳輸給地圖系統；

步驟2：所述地圖系統通過GPS定位車輛位置，并將初步定位車輛位置信息與地圖系統中的當前道路信息匹配，并根據該匹配的結果將對應的隧道道路屬性信息、隧道環境中路沿反射面的路沿點序列坐標數據、隧道道路特征元素數據輸出至融合定位控制器；