[發明專利]一種室外鄉村道路場景的組合定位方法

有效

• 申請號: 202110307331.X
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113156479B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 熊璐;鄧振文;田煒;黃禹堯;譚大藝;曾德全;狄慶媛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01S19/46
• 分類號: G01S19/46;G01S5/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 孫永申

本發明涉及一種室外鄉村道路場景的組合定位方法，根據室外鄉村道路場景的特殊性，首先基于道路場景情況，在樹林、天橋和隧道等衛星信號較弱區域布置合適數量的超寬帶(UWB)定位標簽；其次利用高精定位設備對UWB定位標簽進行位置標定；最后在車端搭建由全球導航衛星系統(GNSS)和UWB定位標簽形成的組合定位系統，該組合定位系統包含組合定位控制器的微控制單元(MCU)，并在MCU中融合GNSS和UWB的定位信息，輸出自車的最終位置信息。與現有技術相比，本發明具有成本較低、定位精確高和定位數據穩定可靠等優點。

技術領域

本發明涉及一種智能駕駛系統的組合定位方法，尤其是涉及一種室外鄉村道路場景的組合定位方法。

背景技術

智能駕駛車輛的定位系統，主要使移動車輛確定當前自車所在的位置，進而根據已經規劃的路徑驅使車輛移動。智能汽車定位技術作為智能駕駛環境感知中的重要組成部分，是實現決策規劃與運動控制的先決條件之一，也是智能交通系統中的一項共性關鍵技術。當前國內外移動車輛的定位方式主要包括基于電磁導航定位、光學導航定位、GNSS導航定位、激光導航定位、超寬帶UWB導航定位和高精地圖匹配等方式。在不同的應用場景下,智能車輛通常選用不同的導航定位系統完成自動駕駛的功能。

全球導航衛星定位GNSS是目前應用最為廣泛的一種智能汽車定位方式，結合差分定位技術的不斷完善和航跡推算、卡爾曼濾波等數據融合算法的改進，衛星定位方法已經能夠得到比較精確的估計值。衛星信號在室內將嚴重被遮擋，從而導致GNSS或是北斗無法實現精準定位。室內定位主要采用無線通訊、基站定位、慣導定位等多種技術集成形成一套室內位置定位體系，從而獲取人員、物體等在室內空間中的精確位置。目前室內定位采用一種全新的、與傳統通信技術有極大差異的超寬帶通信新技術，不需要使用傳統通信體制中的載波，而是通過發送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數據，從而具有GHz量級的帶寬，從而具有穿透力強、功耗低、安全性高等優點。針對單一定位信號源的局限性，已開發多種多源信息組合定位的方法，進一步提高定位精度和擴展定位系統的應用場景。

室外鄉村道路通常位于比較偏遠的區域，且通勤車輛和人員相對稀少。特別地，室外鄉村道路通常盡量修建在比較開闊的平原區域，該路段通常衛星信號較強，能夠提供精準的定位信息，但也經過一些特殊區域包括樹林、天橋、隧道等衛星信號較差的場景。針對室外鄉村道路場景的特點，目前的定位方法主要表現為：

第一、單一的全球導航衛星定位GNSS在高樓區、隧道內、立交橋下以及茂密林蔭道等地方，其信號常常會發生漂移，甚至完全被遮擋，定位數據的完整性與連續性得不到保障；而UWB定位適合于小區域內無遮擋的定位，在窄長的鄉村道路上將需要布置大量的定位標簽，性價比較低；高精地圖的高精定位方式，需要采集鄉村道路的地圖信息，并人工后處理，同樣需要投入巨大的成本。

第二、目前GNSS和UWB的組合定位通常將車輛同時置于GNSS和UWB同時覆蓋的區域，并通過融合算法得到自車比較精確的位置坐標。或者，車輛從室外至室內的定位方法，該方法通常將定位系統分為兩種狀態，無法較好地融合兩種定位數據，從而不適合用于室外鄉村道路場景。

第三、視覺慣導或者激光雷達慣導的組合定位方式，容易受環境的擾動影響而出現定位失效或不準確的情況。因為在不同季節或者光線條件下，樹木或草叢的外形等紋理特征信息將發生較大的變化，容易在點云或者圖像匹配過程中出現誤匹配的現象，而發生定位失敗，同樣無法適用于室外鄉村道路場景。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種室外鄉村道路場景的組合定位方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種室外鄉村道路場景的組合定位方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：于衛星信號較弱區域布置對應數量的超寬帶UWB定位標簽；

步驟2：針對布置完畢的超寬帶UWB定位標簽進行位置標定；