[發明專利]基于慣性測量單元的AR導航補償系統

有效

• 申請號: 201910355680.1
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN111854788B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 李艷艷;王世華;朱魁
• 申請（專利權）人: 安波福電子(蘇州)有限公司
• 主分類號: G01C21/36
• 分類號: G01C21/36
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣;錢慰民

本申請公開了一種基于慣性測量單元的AR導航補償系統。根據實施例的一種車載導航系統，包括：ADAS數據輸入接口；姿態輸入接口，能夠從慣性測量單元獲得車輛俯仰角信息；以及導航計算單元，所述導航計算單元能夠用于還原出由ADAS系統識別的ADAS車道線的坐標；所述導航計算單元還能夠用于：響應于確定本車在沿路面爬升或下降，在ADAS系統輸出數據的Tsubgt;0/subgt;時刻，基于和Tsubgt;0/subgt;時刻對應的ADAS車道線與車輛俯仰角計算出車道線各坐標點相對于本車的高度Z，并確定車輛因爬升或下降導致的在Tsubgt;0/subgt;時刻后的Δt時間內的車輛高度變化量Δz；基于Z和Δz，確定Tsubgt;0/subgt;+Δt時刻ADAS車道線各坐標點相對于本車的實際高度。

技術領域

本申請涉及汽車導航系統，尤其涉及一種基于IMU(慣性測量單元)的AR?導航補償系統。

背景技術

近年來，隨著AR(Augmented?Reality)技術的發展，汽車行業也逐漸引入了?AR導航的概念。典型的AR導航技術，通過將數字導航信息疊加到實時場景中，與交通狀況周邊環境進行融合，實現給駕乘者展示增強實景的導航效果。AR導航的一種范例，包括在車載視覺系統(通常基于攝像頭)獲取的實時場景上添加導航圖層(overlay)，從而通過可視化信息進行導航指引(例如給出導航箭頭)，標記?POI位置等，這種導航有時被叫做AR-Camera。AR導航的另一種范例是直接在抬頭顯示裝置(HUD)上疊加各種導航信息，即直接把導航信息疊加到駕駛員的真實視野中，這種導航有時被叫作AR-HUD。

在駕駛輔助領域和自動駕駛領域已有的另一個概念是ADAS。ADAS的全稱是高級駕駛者輔助系統(Advanced?Driver?Assistance?Systems)。通俗來說，ADAS?利用安裝在車上的各式各樣的傳感器收集數據，并結合地圖數據進行系統計算，從而預先為駕駛者判斷可能發生的危險，保證行車的安全性。ADAS系統使用的傳感器通常會包括攝像單元和雷達等。

圖1顯示了包含AR導航和ADAS二者的車載信息娛樂系統的典型應用。?ADAS單元包括攝像頭和相應的信息處理部件，該單元可以被安裝在車內后視鏡位置，使攝像頭朝向道路前方。ADAS單元處理由攝像頭攝取的信息，然后可將生成的ADAS信息輸出給行車電腦。

圖1的應用中同時也可包括基于AR-Camera的方案。該方案中，為了滿足AR?應用，車上可另配備高性能攝像頭(可將之稱為AR攝像頭)，AR攝像頭捕獲車前的實景信息，然后傳遞給行車電腦，由行車電腦中的AR導航算法加以處理。?ADAS單元的攝像頭和AR攝像頭通常是兩個分開的部件，AR攝像頭有更好的清晰度和幀率以滿足實景導航的需要，而ADAS單元的攝像頭僅需滿足ADAS檢測算法的需要，其圖像甚至可以是黑白的。例如，行車電腦中的AR導航算法將AR?攝像頭獲取的圖像信息轉換為RGB的二維圖像，并經適當的視角轉換，最后顯示在車輛的中控顯示或儀表盤顯示上，如圖2A所示。

在基于AR-HUD的方案中，行車電腦(ECU)對根據需要確定疊加圖層中各指示信息的坐標，最后在擋風玻璃的適當位置上投射顯示疊加圖層，如圖2B所示。

在具備AR導航系統和ADAS系統的車輛中，已經嘗試將AR導航和ADAS?系統兩套系統整合。例如，一種增強AR導航系統整合利用AR攝像頭的輸出和?ADAS系統的輸出，具體而言，基于ADAS系統的輸出得到數據信息(例如，車道線，前方障礙物距離等)，然后利用行車電腦將數據信息計算成安全提示信息，最后在對應的實景RGB圖像上疊加包含ADAS安全提示信息的圖層，并將疊加后的圖像輸出在中控顯示或儀表盤顯示上。圖2A顯示了將ADAS安全提示信息疊加到AR攝像頭圖像上并輸出的示例性效果圖。圖2B顯示了將ADAS安全提示信息直接投射到擋風玻璃上的示例性效果圖。ADAS安全提示信息的一個實例是車道線，業內的技術已經可以做到把ADAS檢測到的車道線重新繪制出來并疊加在AR?導航實景輸出上。圖3A顯示了這種疊加后的效果。