車輛定位方法、裝置和車輛與流程
2023-12-10 02:31:56 4
本公開涉及車輛領域，具體地，涉及一種車輛定位方法、裝置和車輛。
背景技術：
目前，無人駕駛車輛的高精度定位方法有多種。
其中一種方法是採用高精度全球定位系統/慣性測量單元(Global Positioning System/Inertial measurement unit，GPS/IMU)通過差分定位技術和雷射雷達、毫米波雷達等技術來實現，然而其成本高昂。
另一種方法是採集多個交通標識和道路標識作為樣本來計算無人駕駛車輛與交通標識和道路標識之間的距離，從而對無人駕駛車輛進行定位。然而，由於作為樣本的交通標識和道路標識並非大量平均分布，因此難以隨時採集到足夠數量的樣本，這勢必導致部分時間內對無人駕駛車輛的定位精度不高。另外，在夜晚光照條件不足的情況下，樣本識別容易出現誤差，使得夜晚的車輛定位精度大幅降低。而如果在現有的路燈上加裝如藍牙等的通訊裝置，則會因路燈數量巨大，導致安裝、維護成本高昂。
技術實現要素：
本公開的目的是提供一種車輛定位方法、裝置和車輛，能夠基於高精度地圖上的路燈信息來對車輛進行精確定位。由於城市道路兩側的路燈數量較多且分布平均，因此樣本數量得到了保證；且該定位方案不需要對現有的基礎設施進行改造，也不需要利用高精度GPS/IMU通過差分定位技術和雷射雷達、毫米波雷達等成本高昂的技術來實現，因此其成本低廉。
為了實現上述目的，本公開提供一種車輛定位方法，該方法包括：
獲取車輛的當前位置；
識別位於所述車輛的當前位置前方的路燈；
測量所識別路燈與所述車輛的當前位置之間的距離；
利用地圖、基於所述車輛的當前位置確定所識別路燈的經緯度，其中，所述地圖包括道路兩側的路燈的經緯度信息和高程信息；
依據所識別路燈的經緯度與所述距離來修正所述車輛的當前位置。
可選地，所述利用地圖、基於所述車輛的當前位置確定所識別路燈的經緯度包括：
在所述地圖中從所述車輛的當前位置開始沿著車輛行駛方向依次查找數目與所識別路燈的個數相同的路燈，並確定查找到的路燈的經緯度。
可選地，所述識別位於所述車輛的當前位置前方的路燈和所述測量所識別路燈與所述車輛的當前位置之間的距離通過雙目視覺傳感器來實現。
可選地，所述獲取車輛的當前位置通過全球定位系統來實現。
可選地，所述依據所識別路燈的經緯度與所述距離來修正所述車輛的當前位置包括：依據所識別路燈的經緯度與所述距離，利用最小二乘法來修正所述車輛的當前位置。
根據本公開的另一方面，還提供一種車輛定位裝置，該裝置包括：
車輛初定位模塊，用於獲取車輛的當前位置；
路燈識別模塊，用於識別位於所述車輛的當前位置前方的路燈；
測距模塊，用於測量所識別路燈與所述車輛的當前位置之間的距離；
路燈定位模塊，用於利用地圖、基於所述車輛的當前位置確定所識別路燈的經緯度，其中，所述地圖包括道路兩側的路燈的經緯度信息和高程信息；
車輛定位修正模塊，用於依據所識別路燈的經緯度與所述距離來修正所述車輛的當前位置。
可選地，所述路燈定位模塊還用於：
在所述地圖中從所述車輛的當前位置開始沿著車輛行駛方向依次查找數目與所識別路燈的個數相同的路燈，並確定查找到的路燈的經緯度。
可選地，所述路燈識別模塊和測距模塊都是雙目視覺傳感器。
可選地，所述車輛初定位模塊是全球定位系統。
可選地，所述車輛定位修正模塊還用於：
依據所識別路燈的經緯度與所述距離，利用最小二乘法來修正所述車輛的當前位置。
根據本公開的另一方面，還提供一種車輛，包括上面所述的車輛定位裝置。
通過上述技術方案，首先獲取車輛當前的位置，然後識別在可視範圍內的路燈並測量每個路燈與車輛之間的距離，再利用包括道路兩側路燈經緯度信息和高程信息的地圖來確定識別出的路燈的經緯度，最後利用該路燈的經緯度和該車輛與路燈之間的距離來修正所述車輛的當前位置，以得到精度比較高的車輛定位，這樣不僅不需要通過高精度GPS/IMU利用差分定位技術和雷射雷達、毫米波雷達等技術來實現高精度定位，且不會因為光照條件不足出現的識別誤差導致定位不準的情況，同時，城市道路兩側通常會安裝數量較多的路燈，分布密集，樣本數量也得到了保證，該方案不需要對現有道路上的路燈樣本進行改造，降低了成本。
本公開的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本公開的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本公開，但並不構成對本公開的限制。在附圖中：
圖1是根據本公開一種實施方式的車輛定位方法的流程圖；
圖2是根據本公開一種實施方式的車輛定位裝置的示意框圖。
附圖標記說明
10 車輛初定位模塊 20 路燈識別模塊
30 測距模塊 40 路燈定位模塊
50 車輛定位修正模塊 100 車輛定位裝置
具體實施方式
以下結合附圖對本公開的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本公開，並不用於限制本公開。
圖1是根據本公開一種實施方式的車輛定位方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括了步驟S101至S105。
在步驟S101中，獲取車輛的當前位置。
該獲取車輛的當前位置步驟可以通過全球定位系統(Global Positioning System，GPS)來實現。
另外，該獲取車輛的當前位置步驟還可以通過全球衛星導航系統(Global Navigation Satellite System，GLONASS)、伽利略衛星導航系統(Galileo Satellite Navigation System)和北鬥衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)等來實現。
另外，上面提到的定位系統的定位精度不需要很高，例如，定位誤差在10米左右是可以接受的。
在步驟S102中，識別位於所述車輛的當前位置前方的路燈。
在步驟S103中，測量所識別路燈與車輛的當前位置之間的距離。
在步驟S104中，利用地圖、基於車輛的當前位置確定所識別路燈的經緯度，其中，地圖包括道路兩側的路燈的經緯度信息和高程信息。另外，這裡所述的地圖尤其是一種高精度地圖。
在步驟S105中，依據所識別路燈的經緯度與所述距離來修正所述車輛的當前位置。
通過上述技術方案，首先獲取車輛當前的位置，然後識別在可視範圍內的路燈並測量每個路燈與車輛之間的距離，再利用包括道路兩側路燈經緯度信息和高程信息的地圖來確定識別出的路燈的經緯度，最後利用所識別路燈的經緯度和該車輛與所識別路燈之間的距離來修正所述車輛的當前位置，以得到精度比較高的車輛定位，這樣不僅不需要通過高精度GPS/IMU利用差分定位技術和雷射雷達、毫米波雷達等技術來實現高精度定位，且不會因為光照條件不足出現的識別誤差導致定位不準的情況，同時，城市道路兩側通常會安裝數量較多的路燈，分布密集，樣本數量也得到了保證，且該方案不需要對現有道路上的路燈樣本進行改造，降低了成本。
在一種可能的實施方式中，步驟S102與步驟S103都可以通過雙目視覺傳感器來實現。由於路燈高度一般在9-12米之間，且外形相對固定，在光線充足的白天很容易就能被雙目視覺傳感器識別，而當光線不足或在夜晚，雙目視覺傳感器也可以利用路燈燈頭的光源來對路燈進行識別。
步驟S104的實現方式可以有多種，例如，在一種可能的實施方式中，步驟S104可以是在地圖中從車輛的當前位置開始沿著車輛行駛方向依次查找數目與所識別路燈的個數相同的路燈，並確定查找到的路燈的經緯度。
本實施方式中的步驟S104中的所識別路燈的個數可能出現多種情況，因為城市道路中的路燈既可能是單側路燈，也可能是雙側路燈。
例如當所識別路燈的個數為1時，當前車輛所在道路中的路燈即為單側路燈，則需要在地圖中從車輛的當前位置開始沿著車輛行駛方向查詢與車輛距離最小的路燈的坐標，以得到所識別路燈的經緯度。
當所識別路燈的個數為2時，無法從路燈個數知道當前車輛所在道路的路燈為單側路燈還是雙側路燈，但利用地圖查找路燈坐標的方式不變，還是在地圖中從車輛的當前位置開始沿著車輛行駛方向依次查找與所識別路燈的個數2相同數量的路燈。若是單側路燈，則會按順序找到距離車輛最近的路燈和按車輛行駛方向的下一個路燈；若是雙側路燈，則會找到距離車輛最近的分別位於道路兩側的那一對路燈，以此類推。
另外，在步驟S104中，在地圖中查找到的路燈的經緯度可能由於步驟S101中獲取車輛位置時可能出現的誤差而有所偏差。例如，規定在車輛行駛方向上，車輛的車頭所朝向的方向為前方，車輛的車尾所朝向的方向為後方，那麼，當車輛真實位置是在路燈A的後方，但在步驟S101中獲取的車輛當前位置出現誤差，定位在了路燈A的前方，則在步驟S104中查找到的路燈經緯度是位於路燈A緊前方的路燈B的經緯度。
另外，步驟S105的實現方式也可以有多種。在一種可能的實施方式中，步驟S105可以是依據所識別路燈的經緯度與距離，利用最小二乘法來修正在步驟S101中獲取到的車輛當前位置。
在本實施方式中，所識別路燈的經緯度可能出現如步驟S104中所描述的偏差。出現這種偏差時，若按照步驟S105來修正車輛的當前位置，會出現修正後的位置與修正前的位置偏差超過預定閾值的情況。這是因為按照國家標準定義的路燈，其間距應該在30-50米之間，而所述預定閾值即為在步驟S101中用於實現獲取車輛的當前位置的定位系統的最大誤差值，一般會在10米左右。因此，在步驟S105中，若修正後的車輛位置與修正前的車輛位置的偏差超過預定閾值，則修正會被視為無效，並重新執行步驟S101至S105，以得到更精確的車輛定位。
通過步驟S104和S105，在地圖中從車輛的當前位置開始沿著車輛行駛方向依次查找數目與所識別路燈的個數相同的路燈，並確定查找到的路燈的經緯度之後，再依據所識別路燈的經緯度與距離，利用最小二乘法來修正車輛的當前位置，這樣能在不提高成本的情況下得到更加準確的車輛定位。
圖2是根據本公開一種實施方式的車輛定位裝置100的示意框圖。
如圖2所示，該車輛車位裝置100包括：
車輛初定位模塊10，用於獲取車輛的當前位置；
路燈識別模塊20，用於識別位於所述車輛的當前位置前方的路燈；
測距模塊30，用於測量所識別路燈與所述車輛的當前位置之間的距離；
路燈定位模塊40，用於利用地圖、基於所述車輛的當前位置確定所識別路燈的經緯度，其中，所述地圖包括道路兩側的路燈的經緯度信息和高程信息；
車輛定位修正模塊50，用於依據所識別路燈的經緯度與所述距離來修正所述車輛的當前位置。
通過上述技術方案，首先由車輛初定位模塊10獲取車輛當前的位置，然後由路燈識別模塊20識別在可視範圍內的路燈並由測距模塊30測量每個路燈與車輛之間的距離，再利用路燈定位模塊40根據包括道路兩側路燈經緯度信息和高程信息的地圖來確定識別出的路燈經緯度，最後利用車輛定位修正模塊50通過所識別路燈的經緯度和該車輛與所識別路燈之間的距離來修正所述車輛的當前位置，以得到精度比較高的車輛定位，這樣不僅不需要通過高精度GPS/IMU利用差分定位技術和雷射雷達、毫米波雷達等技術來實現高精度定位，且不會因為光照條件不足出現的識別誤差導致定位不準的情況，同時，城市道路兩側通常會安裝數量較多的路燈，分布密集，樣本數量也得到了保證，方案不需要對現有道路上的路燈樣本進行改造，降低了成本。
在一種可能的實施方式中，該車輛定位裝置100中的路燈定位模塊40還用於在所述地圖中從所述車輛的當前位置開始沿著車輛行駛方向依次查找數目與所識別路燈的個數相同的路燈，並確定查找到的路燈的經緯度。
在一種可能的實施方式中，該車輛定位裝置100中的路燈識別模塊20和測距模塊30可以是雙目視覺傳感器。
在一種可能的實施方式中，該車輛定位裝置100中的車輛初定位模塊10可以是全球定位系統。也可以是全球衛星導航系統、伽利略衛星導航系統和北鬥衛星導航系統中的任意一種或多種。且這些定位系統的精度可以不是很高，例如，定位誤差在10米左右是可以接受的。
在一種可能的實施方式中，該車輛定位裝置100中的車輛定位修正模塊50還用於依據所識別路燈的經緯度與所述距離，利用最小二乘法來修正所述車輛的當前位置。
根據本公開實施例的車輛定位裝置100中各個模塊的具體實施方式已經在根據本公開實施例的方法中進行了詳細描述，此處不再贅述。
根據本公開的另一方面，還提供一種車輛，包括上面所述的根據本公開實施例的車輛定位裝置100。該車輛尤其適用於無人駕駛車輛。
以上結合附圖詳細描述了本公開的優選實施方式，但是，本公開並不限於上述實施方式中的具體細節，在本公開的技術構思範圍內，可以對本公開的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本公開的保護範圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重複，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應當視為本公開所公開的內容。