一种车辆定位方法技术

本发明专利技术公开了一种车辆定位方法，所述方法包括步骤如下：被定位车辆在进入道路时获取初始第一位置信息，在行驶过程中通过视觉系统获取变道状态；根据变道状态对第一位置信息进行更新；被定位车辆通过车-路协同通讯将第一位置信息发送给路侧单元，路侧单元通过信号分析得到第二位置信息；路侧单元将第一位置信息、第二位置信息和预先储存的道路数学信息进行信息融合，获取被定位车辆的车辆位置信息，路侧单元通过实时通讯将最终位置信息反馈给被定位车辆，得到自身在地图中的具体位置。本定位方法不受地形限制，可在GPS/DGPS精度不理想的城市环境中完成精确定位，以满足智能车辆的避撞、自主驾驶等应用的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆定位方法
本专利技术涉及车辆定位
，具体涉及一种基于射频识别、车载视觉和车-路协同进行联合定位的车辆定位方法。
技术介绍
车联网系统是近年兴起的一种以提高交通效率和交通安全为主要目的的网络与应用系统，车辆定位技术是其中的关键技术，获取精确位置对于提高智能车辆的安全性和实现自主驾驶都具有重要意义。全球定位系统(GPS)是目前使用最广泛的车辆定位方法，可通过差分法来提高性能，目前差分全球定位系统(DGPS)的定位精度最佳可达厘米级，但在复杂的城市环境中，卫星信号易被遮挡，导致定位精度不佳甚至无法工作，而且价格昂贵。基于车路协同(V2I)的定位方法，通过分析车联网中车辆与路侧单元的实时通讯信号，测得路侧单元与车辆的距离，再通过一系列定位算法确定车辆位置坐标，虽然该方法不受地形限制，可弥补GPS的不足，但是定位过程中需要车辆与至少三个基站取得通讯，这样大大增加了所需基站数目和建设成本。另一方面，车辆定位中沿道路横向的定位精度要求高于纵向定位精度要求，纵向的位置误差很容易通过预留纵向距离来补偿，而道路沿横向的距离较短，如果将车辆定位到错误的车道上会对行车安全造成严重威胁，而现有的定位方法无法确保将车辆定位在正确的车道上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有车辆定位方法存在的不足，而提供一种能够保证车辆纵向定位精度，同时准确判别车辆所处车道的基于射频识别、车载视觉和车-路协同进行联合定位的车辆定位方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种车辆定位方法，所述方法包括步骤如下：被定位车辆在进入道路时获取初始第一位置信息，所述第一位置信息包括道路编号、行驶方向、车道编号；在行驶过程中通过视觉系统获取变道状态；根据变道状态对第一位置信息进行更新；被定位车辆通过车-路协同通讯将第一位置信息发送给路侧单元，路侧单元通过信号分析得到第二位置信息，所述第二位置信息为该路侧单元与被定位车辆之间的距离信息；路侧单元将第一位置信息、第二位置信息和预先储存的道路数学信息进行信息融合，获取被定位车辆的车辆位置信息，所述道路数学信息包括道路中每条车道的左、右车道线、中心线相对所述路侧单元的数学表达式，所述车辆位置信息包括被定位车辆的实时所处道路编号、行驶方向、车道编号和纵向位置，其中纵向位置是指车辆离所在车道起点的纵向路程；路侧单元通过实时通讯将车辆位置信息反馈给被定位车辆，车辆根据自身行驶速度算得当前时刻的车辆位置信息，并与预先储存的电子地图进行匹配，得到自身在地图中的具体位置。优选地，被定位车辆在进入道路时获取初始第一位置信息包括：在需要进行车辆定位的道路的每条车道入口路面上分别布置一枚射频识别标签，所述标签含有道路编号、行驶方向、车道编号，所述道路编号是指该道路在电子地图中的对应编号，所述行驶方向是指该射频标签所在侧道路所允许的车辆通行方向，所述车道编号指明车辆处于哪条车道，编号规则为从该侧道路最右车道向左或从最左侧车道向右编号，依次编为车道1、车道2……车道M，M为该侧道路总车道数；被定位车辆的底部前端装有射频识别阅读器，当经过车道入口时读取标签中的初始第一位置信息。优选地，在行驶过程中通过视觉系统获取变道状态包括：在被定位车辆上装载视觉系统，利用置于汽车前方中间位置的摄像头以检测车辆前方车道线；判断车道线与车辆的相对位置；根据上一帧图像和本帧图像中车道线与宽度线的相对位置，判断车辆变道状态。优选地，判断车道线与车辆的相对位置包括：在已检测出车道线的图像底部中添加一条代表车辆宽度的横线，在每一帧图像中判断车道线(或其延长线)与宽度线的相对位置；判断检测到的车道线与车辆的相对位置，相对位置分为“未相交”、“左相交”、“右相交”三种，判断规则包括：若所有车道线与宽度线均不相交，则判定车道线与宽度线的相对位置为“未相交”；若任一车道线与宽度线左半部分相交，则判定车道线与宽度线的相对位置为“左相交”；若任一车道线与宽度线右半部分相交，则判定车道线与宽度线的相对位置为“右相交”。优选地，根据上一帧图像和本帧图像中车道线与宽度线的相对位置，判断车辆变道状态包括：变道状态包括“开始向左变道”、“开始向右变道”、“完成向右变道”、“完成向左变道”、“正在变道”、“未变道”六种，判断规则包括：若车道线与宽度线的相对位置在上一帧为“未相交”，在本帧为“左相交”，则判定变道状态为“开始向左变道”；若车道线与宽度线的相对位置在上一帧为“未相交”，在本帧为“右相交”，则判定变道状态为“开始向右变道”；若车道线与宽度线的相对位置在上一帧为“右相交”，在本帧为“未相交”，则判定变道状态为“完成向左变道”；若车道线与宽度线的相对位置在上一帧为“左相交”，在本帧为“未相交”，则判定变道状态为“完成向右变道”；若车道线与宽度线的相对位置在上一帧为“左相交”或“右相交”，在本帧为“左相交”或“右相交”，则判定变道状态为“正在变道”；若车道线与宽度线的相对位置在上一帧和本帧均为“未相交”，则判定变道状态为“未变道”。优选地，根据变道信息对第一位置信息进行更新包括：若检测到变道状态为“开始向左、向右变道”，则第一位置信息中的车道编号+/-0.5，此时车道编号变为非整数，用以表示车辆处于两车道之间；若检测到变道状态为“完成向左、向右变道”，则第一位置信息中的车道编号再+/-0.5，此时车道编号变为整数，用以表示车辆已处于另一车道或回到原车道；若车辆未变道或仍在变道中则第一位置信息中的车道编号不变。优选地，路侧单元与被定位车辆进行实时通讯获取第一位置信息，并通过信号分析得到第二位置信息包括：路侧单元与被定位车辆之间使用超宽带脉冲技术或用于测距的无线通讯技术进行通讯，被定位车辆发出包含有第一位置信息的通讯信号，并记录下信号发出时间，路侧单元收到通讯信号后，提取其中的第一位置信息的同时，提取从信号发出到接收经过的时间或用于测距的特征，得到第二位置信息。优选地，将第一位置信息、第二位置信息和预先储存的道路数学信息进行信息融合，获取被定位车辆的车辆位置信息包括：预先以路侧单元为原点，以路面为坐标平面，建立局部平面直角坐标系，在该局部坐标系中测绘得到道路中每条车道的左、右车道线、中心线的数学表达式作为道路数学信息；定位过程中路侧单元根据第一位置信息中的车道编号查询车辆近似行驶路径，若车道编号为整数，则从道路数学信息中查询该车道中心线相对本路侧单元局部坐标系的数学表达式作为车辆行驶路径；若获取的车道编号介于两个整数之间，则查询该两车道之间的车道线的数学表达式作为车辆行驶路径；在路侧单元局部坐标系中，求出以路侧单元为原点，以第二位置信息为半径的圆与所述车辆行驶路径的两个交点的坐标；选取距离上一次定位结果较近的交点坐标作为被定位车辆局部坐标，若是初次定位，选取靠近道路入口的交点坐标作为被定位车辆局部坐标；通过下式将车辆局部坐标转化为纵向位置：其中X为车辆纵向位置，x1为车辆在局部坐标系中的横坐标，y＝f’(x)为车辆行驶路径y＝f(x)关于x的导数，a为车辆行驶路径在该路侧单元监控范围内的起点的局部坐标，A为为车辆行驶路径在该路侧单元监控范围内的起点的纵向位置；优选地，路侧单元通过实时通讯将车辆位置信息反馈给被定位车辆，车辆根据行驶速度算得当前时刻的车辆位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆定位方法，所述方法包括步骤如下：被定位车辆在进入道路时获取初始第一位置信息，所述第一位置信息包括道路编号、行驶方向、车道编号；在行驶过程中通过视觉系统获取变道状态；根据变道状态对第一位置信息进行更新；被定位车辆通过车‑路协同通讯将第一位置信息发送给路侧单元，路侧单元通过信号分析得到第二位置信息，所述第二位置信息为该路侧单元与被定位车辆之间的距离信息；路侧单元将第一位置信息、第二位置信息和预先储存的道路数学信息进行信息融合，获取被定位车辆的车辆位置信息，所述道路数学信息包括道路中每条车道的左、右车道线、中心线相对所述路侧单元的数学表达式，所述车辆位置信息包括被定位车辆的实时所处道路编号、行驶方向、车道编号和纵向位置，其中纵向位置是指车辆离所在车道起点的纵向路程；路侧单元通过实时通讯将车辆位置信息反馈给被定位车辆，车辆根据自身行驶速度算得当前时刻的车辆位置信息，并与预先储存的电子地图进行匹配，得到自身在地图中的具体位置。

【技术特征摘要】
1.一种车辆定位方法，所述方法包括步骤如下：被定位车辆在进入道路时获取初始第一位置信息，所述第一位置信息包括道路编号、行驶方向、车道编号；在行驶过程中通过视觉系统获取变道状态；根据变道状态对第一位置信息进行更新；被定位车辆通过车-路协同通讯将第一位置信息发送给路侧单元，路侧单元通过信号分析得到第二位置信息，所述第二位置信息为该路侧单元与被定位车辆之间的距离信息；路侧单元将第一位置信息、第二位置信息和预先储存的道路数学信息进行信息融合，获取被定位车辆的车辆位置信息，所述道路数学信息包括道路中每条车道的左、右车道线、中心线相对所述路侧单元的数学表达式，所述车辆位置信息包括被定位车辆的实时所处道路编号、行驶方向、车道编号和纵向位置，其中纵向位置是指车辆离所在车道起点的纵向路程；路侧单元通过实时通讯将车辆位置信息反馈给被定位车辆，车辆根据自身行驶速度算得当前时刻的车辆位置信息，并与预先储存的电子地图进行匹配，得到自身在地图中的具体位置。2.根据权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于：被定位车辆在进入道路时获取初始第一位置信息包括：在需要进行车辆定位的道路的每条车道入口路面上分别布置一枚射频识别标签，所述标签含有道路编号、行驶方向、车道编号，所述道路编号是指该道路在电子地图中的对应编号，所述行驶方向是指该射频标签所在侧道路所允许的车辆通行方向，所述车道编号指明车辆处于哪条车道，编号规则为从该侧道路最右车道向左或从最左车道向右编号，依次编为车道1、车道2……车道M，M为该侧道路总车道数；被定位车辆的底部前端装有射频识别阅读器，当经过车道入口时读取标签中的初始第一位置信息。3.根据权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于：在行驶过程中通过视觉系统获取变道状态包括：在被定位车辆上装载视觉系统，利用置于汽车前方中间位置的摄像头以检测车辆前方车道线；判断车道线与车辆的相对位置；根据上一帧图像和本帧图像中车道线与宽度线的相对位置，判断车辆变道状态。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，判断检测到的车道线与车辆的相对位置包括：在已检测出车道线的图像底部中添加一条代表车辆宽度的宽度线，在每一帧图像中判断车道线或其延长线与宽度线的相对位置；判断检测到的车道线与车辆的相对位置，将相对位置分为“未相交”、“左相交”、“右相交”三种，判断规则包括：若所有车道线与宽度线均不相交，则判定车道线与宽度线的相对位置为“未相交”；若任一车道线与宽度线左半部分相交，则判定车道线与宽度线的相对位置为“左相交”；若任一车道线与宽度线右半部分相交，则判定车道线与宽度线的相对位置为“右相交”。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：根据上一帧图像和本帧图像中车道线与宽度线的相对位置，判断车辆变道状态包括：变道状态包括“开始向左变道”、“开始向右变道”、“完成向右变道”、“完成向左变道”、“正在变道”、“未变道”六种，判断规则包括：若车道线与宽度线的相对位置在上一帧为“未相交”，在本帧为“左相交”，则判定变道状态为“开始向左变道”；若车道线与宽度线的相对位置在上一帧为“未相交”，在本帧为“右相交”，则判定变道状态为“开始向右变道”；若车道线与宽度线的相对位置在上一帧为“右相交”，在本帧为“未相交”，则判定变道状态为“完成向左变道”；若车道线与宽度线的相对位置在上一帧为“左相交”，在本帧为“未相交”，则判定变道状态为“完成向右变道”；若车道线与宽度线的相对位置在上一帧为“左相...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峥，曹立波，颜凌波，秦勤，
申请(专利权)人：厦门星辰天羽汽车设计有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35