[發明專利]基于視覺和底盤信息的車輛自主定位系統及定位方法有效

申請號：	202011402425.7	申請日：	2020-12-02
公開（公告）號：	CN112506195B	公開（公告）日：	2021-10-29
發明（設計）人：	張素民;盧守義;支永帥;何睿	申請（專利權）人：	吉林大學
主分類號：	G05D1/02	分類號：	G05D1/02;G01C11/02;G01C11/04
代理公司：	西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237	代理人：	麥春明
地址：	130000 吉林***	國省代碼：	吉林;22
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于視覺底盤信息車輛自主定位系統方法
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【說明書】：

本發明提供了一種基于視覺和底盤信息的車輛自主定位系統及定位方法，該定位系統包括視覺感知模塊和底盤運動信息采集模塊，視覺感知模塊和底盤運動信息采集模塊將采集的數據輸入數據對齊模塊，數據對齊模塊按時間戳將數據對齊后，將圖像輸入圖像處理模塊進行處理，圖像處理模塊將處理結果依次輸入狀態量剔除和增廣模塊、運動預測模塊，數據對齊模塊還將車輛底盤信息輸入運動預測模塊，運動預測模塊將預測結果輸入觀測更新模塊，觀測更新模塊基于觀測量和預測結果對車輛進行實時定位；本發明將視覺信息與車輛底盤信息融合，能夠減小定位誤差對定位過程的影響，在光線不均勻或較暗時實現車輛的準確定位。

技術領域

本發明屬于車輛自動定位技術領域，特別是涉及一種基于視覺和底盤信息的車輛自主定位系統及定位方法。

背景技術

近年來隨著人們生活水平的提高，汽車保有量持續增加，為使有限的停車空間內能容納更多的汽車，停車位的設計越來越窄，對駕駛員的駕駛技術要求越來越高，自動泊車系統可以使駕駛技術不熟練的駕駛員解放雙手，提高了停車安全性，具有廣闊的應用前景。

目前基于單目攝像頭的視覺SLAM系統和基于車輛底盤信息的軌跡推算系統在車輛定位過程中都得到了廣泛應用，但在光線不均勻或光線較暗的環境中，單目攝像頭無法采集足夠多的環境特征點并進行準確跟蹤，導致SLAM系統對車輛位姿的估計不夠準確；而基于車輛底盤信息的軌跡推算系統在實現定位時，其定位誤差會隨著定位過程不斷累加，最終導致定位信息不可用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于視覺和底盤信息的車輛自主定位系統，利用觀測更新模塊將視覺SLAM定位過程與車輛的底盤信息相融合，實現了車輛在停車場內的準確定位，為車輛軌跡規劃和控制提供了準確的車輛位置信息。

本發明的目的還在于提供一種基于視覺和底盤信息的車輛自主定位方法，通過檢測視覺感知獲得的圖像中的特征點，確定世界坐標系下的車輛位姿和路邊點坐標，進而得到狀態向量，通過底盤信息獲得車輛的運動預測結果，使用狀態向量帶入的觀測量對運動預測結果進行修正得到車輛的準確定位。

本發明所采用的技術方案是，基于視覺和底盤信息的車輛自主定位系統，包括：

視覺感知模塊，用于采集車輛行駛過程中的環境圖像，并將采集的圖像輸入數據對齊模塊；

底盤運動信息采集模塊，用于采集車輛行駛過程的輪速數據和方向盤轉角數據，并將采集的數據輸入數據對齊模塊；

數據對齊模塊，用于按照時間戳將圖像、輪速數據和方向盤轉角數據對齊，將時間序列下的圖像數據輸入圖像處理模塊，將輪速數據和方向盤轉角數據輸入運動預測模塊；

圖像處理模塊，用于對對齊的圖像進行預處理，檢測和追蹤圖像中的特征點，并將圖像中的特征點坐標轉換為世界坐標系下的路標點坐標，將路標點坐標輸入狀態量剔除和增廣模塊；

狀態量剔除和增廣模塊，用于對路標點進行更新獲得狀態向量，并將狀態向量輸入運動預測模塊；

運動預測模塊，用于根據車輛底盤信息對車輛的運動進行預測，并將預測結果輸入觀測更新模塊；

觀測更新模塊，用于使用觀測到的路標點坐標對預測結果進行修正獲得車輛的實時位置信息。

進一步的，所述視覺感知模塊為單目攝像頭，所述底盤運動信息采集模塊包括輪速傳感器和方向盤轉角傳感器。