[發明專利]基于場景指紋的智能車定位裝置及方法

有效

• 申請號: 201810770192.2
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109099929B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 胡釗政;張帆;王相龍;陶倩文;蔡浩
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01C21/30
• 分類號: G01C21/30;G01S19/48
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種基于場景指紋的智能車定位方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、構建場景指紋地圖：

采用安設有GPS系統和攝像機的試驗車對行車線路進行數據采集，每隔固定距離設置一個節點，記錄每個節點的GPS信息和在節點位置拍攝的前視圖像信息；

將采集的前視圖像信息輸入訓練好的神經網絡模型中，提取圖像中各類目標的概率值，按照一定的規律構造一維的特征矩陣，特征矩陣公式如下：

P＝[P₁ P₂ ··· P_N]

其中P₁ P₂ ··· P_N分別為圖像中第1至第N類目標的概率，矩陣中各元素的和等于1；

將節點的GPS信息和對應前視圖像信息的特征矩陣融合，構成場景指紋地圖；

S2、GPS粗定位：

安設有GPS系統和攝像機的待定位車行駛至待定位點，利用待定位車自身的GPS系統和攝像機獲得待定位點的GPS坐標和待定位點前視圖像；待定位車的攝像機與試驗車的攝像機安設位置和視角均相同；

設置距離閾值k，從所述的場景指紋地圖中篩選出待定位點周圍距離k范圍內的所有節點作為候選節點；

S3、構建待定位點前視圖像的特征矩陣：

將待定位點前視圖像輸入所述的訓練好的神經網絡模型，提取待定位點前視圖像中各類目標的概率值，按照所述的一定的規律構造一維的特征矩陣，即為待定位點前視圖像的特征矩陣；

S4、確定最終定位節點：

將待定位點前視圖像的特征矩陣，分別與所有候選節點前視圖像的特征矩陣，進行相關度匹配，計算相似度，選取相似度最大的候選節點作為最終定位節點；

相似度計算公式如下：

公式中，r_i為第i個候選節點與待定位點之間的相似度；A為待定位點前視圖像的特征矩陣；B_i為第i個候選節點前視圖像的特征矩陣；和σ_A分別為第i個候選節點前視圖像的特征矩陣和待定位點前視圖像的特征矩陣中各元素的方差；COV(B_i,A)是指第i個候選節點前視圖像的特征矩陣和待定位點前視圖像的特征矩陣的協方差。

2.根據權利要求1所述的基于場景指紋的智能車定位方法，其特征在于：S1中所述的固定距離小于5米。

3.根據權利要求1所述的基于場景指紋的智能車定位方法，其特征在于：S2中所述的k小于10米。

4.一種基于場景指紋的智能車定位裝置，其特征在于：它包括設置在待定位車上的GPS系統、水平安裝在待定位車前端的攝像機、以及數據處理單元；所述的GPS系統和攝像機的輸出端分別與數據處理單元連接，數據處理單元用于完成權利要求1所述的基于場景指紋的智能車定位方法。

5.根據權利要求4所述的基于場景指紋的智能車定位裝置，其特征在于：所述的攝像機通過固定支架安裝在待定位車前端。

6.根據權利要求4所述的基于場景指紋的智能車定位裝置，其特征在于：所述的數據處理單元為車載工控機。

7.根據權利要求4所述的基于場景指紋的智能車定位裝置，其特征在于：本裝置還包括與數據處理單元連接的顯示器。