CN109581449A - 一种自动驾驶汽车的定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动驾驶汽车的定位方法及系统，该方法包括：采集车辆周边的交通环境信息，所述交通环境信息包括：车辆行驶道路的车道线、车轮与车道线的距离、车辆行驶道路的道路曲率和车辆与周边参照物的距离；获取车辆位置的高精度地图，并根据所述交通环境信息和所述高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标；通过导航定位系统获取车辆的卫星定位坐标，如果所述卫星定位坐标与所述理论定位坐标的差距大于第一设定阈值，则通过手工输入的方式修正车辆定位数据。本发明能提高自动驾驶汽车的定位精度和安全性。

Description

一种自动驾驶汽车的定位方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶汽车的定位方法及系统。

背景技术

随着时代的进步和技术的发展，自动驾驶汽车在不久的将来将会变为现实，自动驾驶汽车的到来不仅给我们的生活提供极大的便利，同时借助于安装于自动驾驶汽车上的车载传感器可以极大的降低交通事故率。

高精度地图及定位系统是未来自动驾驶汽车重要的组成部分，高精度地图及定位系统不但可以给乘客提供高效的路径规划方案，同时也为自动驾驶车辆的安全行驶提供保障。目前用于自动驾驶样车的高精度定位系统为全球卫星导航定位系统(GNSS)+惯性导航定位系统(INS)的组合定位，在开阔环境下其定位精度高达厘米级，通过与高精度地图进行匹配确定当前车辆的精确位置，并将车辆当前位置发送给车辆控制决策系统，控制车辆的行驶。但是当自动驾驶车辆在城市道路或者高架桥、隧道中行驶时，卫星信号易被遮挡，自动驾驶定位系统无法接收到卫星播发的定位信息，只能依靠惯性导航系统完成自动驾驶的定位。惯性导航定位系统随着时间的积累定位误差会不断的积累，单纯依靠惯性导航系统无法满足自动驾驶对定位精度的要求。同时卫星定位信号容易受到大功率发射源(如电视台、电台、微波站等)的干扰，使车辆受到不可预知的偏差，给车辆的安全行驶带来极大风险。

发明内容

本发明提供一种自动驾驶汽车的定位方法及系统，解决现有自动驾驶汽车在卫星信号易被遮挡的情况下，可能出现定位误差大而造成安全隐患的问题，能提高自动驾驶汽车的定位精度和安全性。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种自动驾驶汽车的定位方法，包括：

采集车辆周边的交通环境信息，所述交通环境信息包括：车辆行驶道路的车道线、车轮与车道线的距离、车辆行驶道路的道路曲率和车辆与周边参照物的距离；

获取车辆位置的高精度地图，并根据所述交通环境信息和所述高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标；

通过导航定位系统获取车辆的卫星定位坐标，如果所述卫星定位坐标与所述理论定位坐标的差距大于第一设定阈值，则通过手工输入的方式修正车辆定位数据。

优选的，还包括：

根据所述高精度地图提取车辆所在车道的车道线信息，并将所述车道线信息与所述卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第二设定阈值，则根据所述高精度地图对车辆位置进行修正。

优选的，还包括：

将采集到的车辆行驶道路的车道线与所述卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第三设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

优选的，还包括：

根据车辆行驶道路的车道线和道路曲率拟合出前方道路的中心线，并在所述中心线上选取数个点的坐标，与所述高精度地图上对应点的坐标进行对比，如果坐标偏差大于第四设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

优选的，还包括：

根据采集到的车轮与车道线的距离和所述高精度地图确定实际车辆位置，并将所述实际车辆位置与所述卫星定位坐标对应的位置进行对比，如果位置偏差大于第五设定阈值，则根据所述实际车辆位置对车辆定位进行修正。

本发明还提供一种自动驾驶汽车的定位系统，包括：

采集单元，用于采集车辆周边的交通环境信息，所述交通环境信息包括：车辆行驶道路的车道线、车轮与车道线的距离、车辆行驶道路的道路曲率和车辆与周边参照物的距离；

地图获取单元，用于获取车辆位置的高精度地图，并根据所述交通环境信息和所述高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标；

定位判断单元，用于通过导航定位系统获取车辆的卫星定位坐标，如果所述卫星定位坐标与所述理论定位坐标的差距大于第一设定阈值，则通过手工输入的方式修正车辆定位数据。

优选的，还包括：

第一修正单元，用于根据所述高精度地图提取车辆所在车道的车道线信息，并将所述车道线信息与所述卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第二设定阈值，则根据所述高精度地图对车辆位置进行修正。

优选的，还包括：

第二修正单元，用于将采集到的车辆行驶道路的车道线与所述卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第三设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

优选的，还包括：

第三修正单元，用于根据车辆行驶道路的车道线和道路曲率拟合出前方道路的中心线，并在所述中心线上选取数个点的坐标，与所述高精度地图上对应点的坐标进行对比，如果坐标偏差大于第四设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

优选的，还包括：

第四修正单元，用于根据采集到的车轮与车道线的距离和所述高精度地图确定实际车辆位置，并将所述实际车辆位置与所述卫星定位坐标对应的位置进行对比，如果位置偏差大于第五设定阈值，则根据所述实际车辆位置对车辆定位进行修正。

本发明提供一种自动驾驶汽车的定位方法及系统，通过采集车辆周边的交通环境信息，并通过高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标，进而与卫星定位坐标进行对比，如果偏差大于设定阈值，则对定位数据进行修正。解决现有自动驾驶汽车在卫星信号易被遮挡的情况下，可能出现定位误差大而造成安全隐患的问题，能提高自动驾驶汽车的定位精度和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1：是本发明提供的一种自动驾驶汽车的定位方法流程图。

图2：是本发明提供的车辆位置修正方法示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

针对当前自动驾驶汽车依赖于车辆定位，如果车辆处于卫星定位信号易受干扰的情况下，可能存在定位误差造成自动驾驶的安全问题。本发明提供一种自动驾驶汽车的定位方法及系统，通过采集车辆周边的交通环境信息，并通过高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标，进而与卫星定位坐标进行对比，如果偏差大于设定阈值，则对定位数据进行修正。解决现有自动驾驶汽车在卫星信号易被遮挡的情况下，可能出现定位误差大而造成安全隐患的问题，能提高自动驾驶汽车的定位精度和安全性。

如图1所示，一种自动驾驶汽车的定位方法，包括：

S1：采集车辆周边的交通环境信息，所述交通环境信息包括：车辆行驶道路的车道线、车轮与车道线的距离、车辆行驶道路的道路曲率和车辆与周边参照物的距离；

S2：获取车辆位置的高精度地图，并根据所述交通环境信息和所述高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标；

S3：通过导航定位系统获取车辆的卫星定位坐标，如果所述卫星定位坐标与所述理论定位坐标的差距大于第一设定阈值，则通过手工输入的方式修正车辆定位数据。

具体地，通过GNSS/INS组合导航定位系统或结合车载传感器获取车辆的精确位置，当通过定位信息所获得车辆的位置并不能精确定位到当前车辆所在道路及所在的车道线，可以根据车辆当前所在的位置，通过5G或其他无线方式下载车辆所在位置前后一定距离的高精度地图，并根据车辆与周边参照物的距离计算车辆的理论定位坐标。在理论定位坐标与卫星定位坐标的差距大于第一设定阈值时，通过手动输入的方式输入当前车辆所在道路的精确位置及车道线。当车辆的定位系统不精确或者不能精确到车辆当前所在的精确车道线时，通过5G网络或其他无线网络下载当前车辆前方及后方若干距离的高精度地图。从高精度地图中提取当前车道线中心线及车道线曲率并发送给控制决策系统来控制车辆的制动及转向，在车辆行驶的过程中通过与车载传感器(摄像头)对车道线偏离进行校正，确定自动驾驶车辆在既定的车道及道路安全行驶。该方法能够使自动驾驶汽车的定位更为准确，有利于提高自动驾驶的安全性。

如图2所示，该方法还包括：

S4：根据所述高精度地图提取车辆所在车道的车道线信息，并将所述车道线信息与所述卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第二设定阈值，则根据所述高精度地图对车辆位置进行修正。

该方法还包括：

S5：将采集到的车辆行驶道路的车道线与所述卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第三设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

在实际应用中，通过安装车辆正前方的前视摄像头，检测当前车辆是否在当前车道线行驶。当卫星定位系统定位精度在横向出现偏差时，可以通过前视摄像头检测到的车道线信息，对车辆位置信息进行修正。

该方法还包括：

S6：根据车辆行驶道路的车道线和道路曲率拟合出前方道路的中心线，并在所述中心线上选取数个点的坐标，与所述高第四精度地图上对应点的坐标进行对比，如果坐标偏差大于设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

在实际应用中，前视摄像头检测到的车辆前方的车道线，会根据车道线位置拟合出前方道路的中心线，通过选取拟合的道路中心线上的若干个点的坐标，与高精度地图给出的车道中心线对应点的坐标进行对比，当对应点的横向差值大于一定值时(如50cm)，则认为车辆出现偏差。这时还要借助安装在左右侧后视镜的摄像头判定车辆是正在驶离原车道，或者有驶离原车道的趋势。这时，使用摄像头拟合的车道中心线减去高精度地图中给出的车道中心线。所得的结果与高精度地图给出的车道中心线对应位置的横坐标相加，并将得到的结果发送给车辆的控制系统，对车辆的位置进行修正。

当前视摄像头无法识别前方的车道线信息时，通过车辆两侧的摄像头检测到的物体，计算物体距车辆的距离来判定车辆所在位置(或通过与高精度地图中对应物体的坐标做匹配确定车辆所在的位置。

该方法还包括：

S7：根据采集到的车轮与车道线的距离和所述高精度地图确定实际车辆位置，并将所述实际车辆位置与所述卫星定位坐标对应的位置进行对比，如果位置偏差大于第五设定阈值，则根据所述实际车辆位置对车辆定位进行修正。

在实际应用中，通过安装在车辆左右侧后视镜的摄像头检测车轮和车道线的距离，以及车轮是否越过车道线行驶，当车辆未发出转向或驶离当前车道信号时，通过计算两侧车轮与车道线的距离，发送给决策系统，决策系统根据接收到的信息，对车辆偏移进行修正，并将需要修正的结果传送给执行系统，通过控制转向系统，使车辆在原车道行驶。

该方法首先是通过高精度地图及定位信息获取车辆当前所在的道路及所在的车道，然后从高精度地图中提取前方道路的车道线信息，道路曲率及坡度等，用以给自动驾驶接下来的行驶做参考。使车辆在行驶的过程中能够提前感知前方的道路信息，提前预应，给乘客带来更舒适的体验。为了确保车辆在行驶的过程中出现卫星信号被遮挡以及卫星信号被其他无线电波干扰甚至在卫星接收装置的突然失灵等状况，给自动驾驶汽车带来的定位精度不准及安全问题，我们结合车载摄像头对车辆的定位信息进行矫正，当车辆未发送变道及驶离信息时，使车辆始终能够在当前车道内行驶。确保自动驾驶车辆在任何情况下都能够在道路上安全行驶。

可见，本发明提供一种自动驾驶汽车的定位方法，通过采集车辆周边的交通环境信息，并通过高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标，进而与卫星定位坐标进行对比，如果偏差大于设定阈值，则对定位数据进行修正。解决现有自动驾驶汽车在卫星信号易被遮挡的情况下，可能出现定位误差大而造成安全隐患的问题，能提高自动驾驶汽车的定位精度和安全性。

本发明提供一种自动驾驶汽车的定位系统，包括：采集单元，用于采集车辆周边的交通环境信息，所述交通环境信息包括：车辆行驶道路的车道线、车轮与车道线的距离、车辆行驶道路的道路曲率和车辆与周边参照物的距离。地图获取单元，用于获取车辆位置的高精度地图，并根据所述交通环境信息和所述高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标。定位判断单元，用于通过导航定位系统获取车辆的卫星定位坐标，如果所述卫星定位坐标与所述理论定位坐标的差距大于第一设定阈值，则通过手工输入的方式修正车辆定位数据。

该系统还包括：第一修正单元，用于根据所述高精度地图提取车辆所在车道的车道线信息，并将所述车道线信息与车辆的卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第二设定阈值，则根据所述高精度地图对车辆位置进行修正。

进一步，还包括：第二修正单元，用于将采集到的车辆行驶道路的车道线与车辆的卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第三设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

更进一步，还包括：第三修正单元，用于根据车辆行驶道路的车道线和道路曲率拟合出前方道路的中心线，并在所述中心线上选取数个点的坐标，与所述高精度地图上对应点的坐标进行对比，如果坐标偏差大于第四设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

该系统还包括：第四修正单元，用于根据采集到的车轮与车道线的距离和所述高精度地图确定实际车辆位置，并将所述实际车辆位置与车辆的卫星定位坐标对应的位置进行对比，如果位置偏差大于第五设定阈值，则根据所述实际车辆位置对车辆定位进行修正。

可见，本发明提供一种自动驾驶汽车的定位系统，通过采集车辆周边的交通环境信息，并通过高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标，进而与卫星定位坐标进行对比，如果偏差大于设定阈值，则对定位数据进行修正。解决现有自动驾驶汽车在卫星信号易被遮挡的情况下，可能出现定位误差大而造成安全隐患的问题，能提高自动驾驶汽车的定位精度和安全性。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动驾驶汽车的定位方法，其特征在于，包括：

采集车辆周边的交通环境信息，所述交通环境信息包括：车辆行驶道路的车道线、车轮与车道线的距离、车辆行驶道路的道路曲率和车辆与周边参照物的距离；

获取车辆位置的高精度地图，并根据所述交通环境信息和所述高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标；

通过导航定位系统获取车辆的卫星定位坐标，如果所述卫星定位坐标与所述理论定位坐标的差距大于第一设定阈值，则通过手工输入的方式修正车辆定位数据。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶汽车的定位方法，其特征在于，还包括：

根据所述高精度地图提取车辆所在车道的车道线信息，并将所述车道线信息与所述卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第二设定阈值，则根据所述高精度地图对车辆位置进行修正。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶汽车的定位方法，其特征在于，还包括：

将采集到的车辆行驶道路的车道线与所述卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第三设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

4.根据权利要求3所述的自动驾驶汽车的定位方法，其特征在于，还包括：

根据车辆行驶道路的车道线和道路曲率拟合出前方道路的中心线，并在所述中心线上选取数个点的坐标，与所述高精度地图上对应点的坐标进行对比，如果坐标偏差大于第四设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

5.根据权利要求4所述的自动驾驶汽车的定位方法，其特征在于，还包括：

根据采集到的车轮与车道线的距离和所述高精度地图确定实际车辆位置，并将所述实际车辆位置与所述卫星定位坐标对应的位置进行对比，如果位置偏差大于第五设定阈值，则根据所述实际车辆位置对车辆定位进行修正。

6.一种自动驾驶汽车的定位系统，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集车辆周边的交通环境信息，所述交通环境信息包括：车辆行驶道路的车道线、车轮与车道线的距离、车辆行驶道路的道路曲率和车辆与周边参照物的距离；

地图获取单元，用于获取车辆位置的高精度地图，并根据所述交通环境信息和所述高精度地图计算得到车辆的理论定位坐标；

定位判断单元，用于通过导航定位系统获取车辆的卫星定位坐标，如果所述卫星定位坐标与所述理论定位坐标的差距大于第一设定阈值，则通过手工输入的方式修正车辆定位数据。

7.根据权利要求6所述的自动驾驶汽车的定位系统，其特征在于，还包括：

第一修正单元，用于根据所述高精度地图提取车辆所在车道的车道线信息，并将所述车道线信息与所述卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第二设定阈值，则根据所述高精度地图对车辆位置进行修正。

8.根据权利要求7所述的自动驾驶汽车的定位方法，其特征在于，还包括：

第二修正单元，用于将采集到的车辆行驶道路的车道线与所述卫星定位坐标对应的车道线进行对比，如果车道线的位置偏差大于第三设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

9.根据权利要求8所述的自动驾驶汽车的定位方法，其特征在于，还包括：

第三修正单元，用于根据车辆行驶道路的车道线和道路曲率拟合出前方道路的中心线，并在所述中心线上选取数个点的坐标，与所述高精度地图上对应点的坐标进行对比，如果坐标偏差大于第四设定阈值，则根据采集到的车道线对车辆位置进行修正。

10.根据权利要求9所述的自动驾驶汽车的定位方法，其特征在于，还包括：

第四修正单元，用于根据采集到的车轮与车道线的距离和所述高精度地图确定实际车辆位置，并将所述实际车辆位置与所述卫星定位坐标对应的位置进行对比，如果位置偏差大于第五设定阈值，则根据所述实际车辆位置对车辆定位进行修正。