一种多场景高精度车辆定位方法、装置及车载终端制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开一种多场景高精度车辆定位方法及车载终端。该方法包括：当车辆行驶在户外时，根据IMU数据和卫星数据，确定车辆的车辆位姿；当车辆从户外驶入停车场入口处的第一初始化区域中时，根据第一初始化区域中采集的第一停车场图像的道路特征，确定用于启动视觉定位的第一启动位姿；基于IMU数据、第一启动位姿以及第一停车场图像中的道路特征与预设地图中道路特征之间的匹配结果，确定车辆的车辆位姿；当确定车辆从停车场驶入户外时，根据IMU数据和卫星数据，确定车辆的车辆位姿。应用本发明专利技术实施例提供的方案，能够实现在不同场景中以及在不同场景之间进行切换时对车辆进行精确定位。精确定位。精确定位。

【技术实现步骤摘要】
一种多场景高精度车辆定位方法、装置及车载终端


[0001]本专利技术涉及智能驾驶
，具体而言，涉及一种多场景高精度车辆定位方法及车载终端。

技术介绍

[0002]在智能驾驶
中，对车辆进行定位是智能驾驶中的重要环节。通常，当车辆行驶时，可以根据全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)采集的数据确定车辆位姿。但是，在实际应用中，车辆可能会行驶至不同的场景中，例如，车辆可能行驶在户外、地面停车场或地下停车场等场景。针对不同的场景，采用单一的定位方式显然无法满足智能驾驶中对车辆位姿的定位要求。因此，亟待一种能适应多场景的高精度定位方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种多场景高精度车辆定位方法及车载终端，以实现在不同场景中以及在不同场景之间进行切换时对车辆进行精确定位。具体的技术方案如下。
[0004]第一方面，本专利技术实施例公开了一种多场景高精度车辆定位方法，包括：
[0005]当车辆行驶在户外时，获取惯性测量单元IMU采集的IMU数据和卫星定位单元GNSS采集的卫星数据，根据所述IMU数据和所述卫星数据，确定所述车辆的车辆位姿；
[0006]当根据所述车辆位姿确定所述车辆从户外驶入停车场入口处预设的第一初始化区域中时，获取相机设备在所述第一初始化区域中采集的第一停车场图像，根据所述第一停车场图像的道路特征，确定用于启动视觉定位的第一启动位姿；
[0007]基于所述IMU数据、所述第一启动位姿以及所述第一停车场图像中的道路特征与预设地图中道路特征之间的匹配结果，确定所述车辆的车辆位姿；
[0008]当确定视觉定位处于启动状态，且根据所述车辆位姿确定所述车辆行驶在停车场时，获取所述相机设备采集的停车场图像，获取上一车辆位姿，基于所述IMU数据、所述上一车辆位姿以及所述停车场图像中的道路特征与所述预设地图中道路特征之间的匹配结果，确定所述车辆的车辆位姿；
[0009]当根据所述车辆位姿确定所述车辆从停车场驶入户外时，返回执行所述获取所述IMU采集的IMU数据和GNSS采集的卫星数据的步骤。
[0010]第二方面，本专利技术实施例公开了一种车载终端，包括：处理器、相机设备、IMU和GNSS；所述处理器包括：户外定位模块、启动确定模块、第一视觉定位模块、第二视觉定位模块和场景切换模块；
[0011]户外定位模块，用于当车辆行驶在户外时，获取IMU采集的IMU数据和GNSS采集的卫星数据，根据所述IMU数据和所述卫星数据，确定所述车辆的车辆位姿；
[0012]启动确定模块，用于当根据所述车辆位姿确定所述车辆从户外驶入停车场入口处预设的第一初始化区域中时，获取相机设备在所述第一初始化区域中采集的第一停车场图
像，根据所述第一停车场图像的道路特征，确定用于启动视觉定位的第一启动位姿；
[0013]第一视觉定位模块，用于基于所述IMU数据、所述第一启动位姿以及所述第一停车场图像中的道路特征与预设地图中道路特征之间的匹配结果，确定所述车辆的车辆位姿；
[0014]第二视觉定位模块，用于当确定视觉定位处于启动状态，且根据所述车辆位姿确定所述车辆行驶在停车场时，获取所述相机设备采集的停车场图像，获取上一车辆位姿，基于所述IMU数据、所述上一车辆位姿以及所述停车场图像中的道路特征与所述预设地图中道路特征之间的匹配结果，确定所述车辆的车辆位姿；
[0015]场景切换模块，用于当根据所述车辆位姿确定所述车辆从停车场驶入户外时，返回执行所述获取所述IMU采集的IMU数据和GNSS采集的卫星数据的操作。
[0016]由上述内容可知，本专利技术实施例提供的多场景高精度车辆定位方法及车载终端，可以当车辆行驶在户外时或者从停车场驶入户外时，根据IMU数据和卫星数据确定车辆的车辆位姿；当车辆从户外驶入停车场入口处时，在第一初始化区域中启动视觉定位；当车辆在停车场中行驶时，基于IMU数据、上一车辆位姿以及停车场图像的道路特征与预设地图中道路特征之间的匹配结果，确定车辆的车辆位姿。本专利技术实施例中，车辆在户外和停车场中或两者之间切换时，按照对应的车辆定位方式确定车辆位姿，并且在无卫星信号的停车场中可以基于IMU和视觉定位进行车辆定位，能够提高定位的精确性。因此，本专利技术实施例能够实现在不同场景中以及在不同场景之间进行切换时对车辆进行精确定位。当然，实施本专利技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
[0017]本专利技术实施例的创新点包括：
[0018]1、当车辆在户外时，根据IMU数据和卫星数据定位；当车辆在停车场中时基于IMU和视觉特征匹配定位；在停车场入口时，基于IMU数据和卫星数据以及初始化区域启动视觉定位，能够在不同场景中进行定位，也能够顺利地在不同场景下切换不同定位方式。
[0019]2、在无卫星信号的停车场中，基于IMU轨迹推算和视觉定位的融合确定车辆位姿，两种定位方式的结合能够修正单一定位方式中的误差，使得定位结果更精确。
[0020]3、在确定视觉位姿之后，根据道路特征之间的映射误差以及预先建立的映射误差与定位误差之间的对应关系，确定视觉位姿的精度，能够实现对视觉位姿定位效果的评估。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例提供的多场景高精度车辆定位方法的一种流程示意图；
[0023]图2为预设地图中户外的地图区域和停车场的地图区域的一种示意图；
[0024]图3为停车场入口处第一初始化区域的一种示意图；
[0025]图4为图1中步骤S140的一种流程示意图；
[0026]图5为第一轨迹和第二轨迹中各个位置点的一种示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例提供的车载终端的一种结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]需要说明的是，本专利技术实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0030]本专利技术实施例公开了一种多场景高精度车辆定位方法及车载终端，以实现在不同场景中以及在不同场景之间进行切换时对车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多场景高精度车辆定位方法，其特征在于，包括：当车辆行驶在户外时，获取惯性测量单元IMU采集的IMU数据和卫星定位单元GNSS采集的卫星数据，根据所述IMU数据和所述卫星数据，确定所述车辆的车辆位姿；当根据所述车辆位姿确定所述车辆从户外驶入停车场入口处预设的第一初始化区域中时，获取相机设备在所述第一初始化区域中采集的第一停车场图像，根据所述第一停车场图像的道路特征，确定用于启动视觉定位的第一启动位姿；基于所述IMU数据、所述第一启动位姿以及所述第一停车场图像中的道路特征与预设地图中道路特征之间的匹配结果，确定所述车辆的车辆位姿；当确定视觉定位处于启动状态，且根据所述车辆位姿确定所述车辆行驶在停车场时，获取所述相机设备采集的停车场图像，获取上一车辆位姿，基于所述IMU数据、所述上一车辆位姿以及所述停车场图像中的道路特征与所述预设地图中道路特征之间的匹配结果，确定所述车辆的车辆位姿；当根据所述车辆位姿确定所述车辆从停车场驶入户外时，返回执行所述获取所述IMU采集的IMU数据和GNSS采集的卫星数据的步骤。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一停车场图像的道路特征，确定用于启动视觉定位的第一启动位姿的步骤，包括：基于所述第一停车场图像的道路特征与所述车辆位姿，通过第一位姿回归模型确定所述车辆的第一车辆位姿；其中，所述第一位姿回归模型为预先根据在所述第一初始化区域内采集的多个样本停车场图像以及对应的样本车辆位姿和标注车辆位姿训练得到；根据所述第一车辆位姿，将所述第一停车场图像中的道路特征与所述预设地图中的道路特征进行匹配，根据匹配结果确定所述车辆的第二车辆位姿，作为用于启动视觉定位的第一启动位姿。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述IMU数据、所述上一车辆位姿以及所述停车场图像中的道路特征与所述预设地图中道路特征之间的匹配结果，确定所述车辆的车辆位姿的步骤，包括：基于所述上一车辆位姿，以及所述停车场图像中的道路特征与所述预设地图中道路特征之间的匹配结果，确定所述车辆在所述第一时刻的第一视觉位姿；其中，所述第一时刻为所述停车场图像和所述IMU数据的采集时刻；基于所述上一车辆位姿，以及所述IMU数据，推算所述车辆在所述第一时刻的第一IMU位姿；获取在多个第二时刻确定的多个第二视觉位姿以及多个第二IMU位姿；其中，多个第二时刻为所述第一时刻之前的时刻；根据第一轨迹与第二轨迹中各个位置点之间的融合变换系数，以及所述第一轨迹和所述第二轨迹中各个位置点与估计融合位姿之间的相似关系，构建相似约束优化函数，通过改变所述估计融合位姿的取值，对所述相似约束优化函数进行迭代求解，将所述相似约束优化函数取最优化解时的估计融合位姿，确定为所述车辆在所述第一时刻融合后的车辆位姿；其中，所述第一轨迹为所述第一视觉位姿和多个第二视觉位姿对应的轨迹，所述第二轨迹为所述第一IMU位姿和多个第二IMU位姿对应的轨迹。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据第一轨迹与第二轨迹中各个位置点之间的融合变换系数，以及所述第一轨迹和所述第二轨迹中各个位置点与估计融合位姿之间的相似关系，构建相似约束优化函数，通过改变所述估计融合位姿的取值，对所述相似约束优化函数进行迭代求解，将所述相似约束优化函数取最优化解时的估计融合位姿，确定为所述车辆在所述第一时刻融合后的车辆位姿的步骤，包括：根据第一轨迹与第二轨迹中各个位置点之间的融合变换系数，以及所述第一轨迹和所述第二轨迹中各个位置点与估计融合位姿之间的相似关系，构建以下相似约束优化函数E：其中，所述S(t
i
)和R
s
(t
i
)分别为所述第一轨迹与第二轨迹中t
i
时刻位置点之间的融合变换系数中的缩放比例和旋转矩阵，所述P
f
(t
i
)和R
f
(t
i
)分别为t
i
时刻的估计融合位姿中的位置和姿态，所述P
v
(t
i
)和R
v
(t
i
)分别为所述第一轨迹中t
i
时刻位置点中的位置和姿态，所述P
o
(t
i
)和R
o
(t
i
)分别为所述第二轨迹中t
i
时刻位置点中的位置和姿态，所述t1为所述第一时刻，所述t
n
为多个第二时刻中的最早时刻，所述n为所述第一时刻和多个第二时刻的总数量；确定所述估计融合位姿的初始值，确定所述R
f
,P
f
,S,R
s
的初始值；根据所述估计融合位姿的当前取值和所述R
f
，P
f
,S,R
s
的当前取值，确定所述相似约束优化函数的当前函数值；获取所述相似约束优化函数的上一函数值，判断所述上一函数值与所述当前函数值的差值绝对值是否大于预设差值阈值；如果是，则调整所述估计融合位姿的取值以及所述R
f
,P
f
,S,R
s
的取值，返回执行所述根据所述估计融合位姿的当前取值和所述R
f
,P
f
,S,R
s
的当前取值，确定所述相似约束优化函数的当前函数值...

【专利技术属性】
技术研发人员：施泽南，姜秀宝，谢国富，
申请(专利权)人：北京初速度科技有限公司，
类型：发明
国别省市：