一种基于视觉的高速公路里程桩号定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于视觉的高速公路里程桩号定位方法，包括：车辆坐标系CCS

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉的高速公路里程桩号定位方法


[0001]本专利技术涉及高速公路里程桩号定位
，尤其是一种基于视觉的高速公路里程桩号定位方法。

技术介绍

[0002]随着高速公路建设工程的推进，高速公路里程逐年增加，对应高速公路相关智能装备逐渐投入工程使用。高速公路信息通常以里程桩号定位，诸如机器人检测数据、车载设备采集数据等。高速公路在竣工验收后，通常以高精度测绘方式在道路中央隔离带或应急车道外侧埋设固定里程桩号牌，然而受建设施工信息化管理水平限制，大量里程桩号牌并未留存公开的地理位置信息，从而难以将以GPS或北斗为定位手段的数据转换成里程桩号定位。
[0003]虽然市面上有公路里程桩号进行确定的方法，但是，其均不能准确可靠地进程测量。例如:专利公开号为“CN105070088A”、名称为“GPS对接公路里程桩号系统及其实现方法”的中国专利技术专利，其通过人工手工输入结合里程累计距离推算的方法实现车辆的桩号里程定位，主要应用相对距离信息，未能准确测量出里程桩号牌绝对地理位置信息。
[0004]再如：专利公开号为“CN106772500A”、名称为“基于电子地图和GPS坐标的高速公路公里桩号确定方法”的中国专利技术专利，其提出了一种基于电子地图和GPS坐标的高速公路公里桩号确定方法，通过采集一段已知公路区间并与电子地图匹配获取比例关系从而形成公路区间库，未能准准确测量出里程桩号牌地理位置信息。
[0005]另外，将移动站放置在里程桩号牌上，通过RTK可以较准确获取里程桩号牌GPS坐标。然而在现实场景中，高速公路以人工逐一采集里程桩号牌GPS坐标的方式因安全隐患和效率低下而难以工程实施。
[0006]因此，急需一种逻辑简单、准确可靠的基于视觉的高速公路里程桩号定位方法。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于视觉的高速公路里程桩号定位方法，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种基于视觉的高速公路里程桩号定位方法，其采用行进的车辆进行实时采集高速公路里程桩号的图像；所述车辆的顶部前端设置有第一GPS接收天线和第二GPS接收天线；所述第一GPS接收天线和第二GPS接收天线以车辆中轴线对称布设；所述车辆的顶部左侧和右侧分别设置有朝向道路中央隔离带的第一双目相机模组和朝向应急车道的第二双目相机模组；所述第一双目相机模组和第二双目相机模组平行于车顶、且连线垂直于车辆中轴线；所述车辆内设置有与第一GPS接收天线和第二GPS接收天线连接的双天线GPS接收机，与双天线GPS接收机、第一双目相机模组和第二双目相机模组连接的工控机；
[0009]所述高速公路里程桩号定位方法，包括以下步骤：
[0010]以第一GPS接收天线与第二GPS接收天线的连接中点为原点，以车辆中轴线为X轴，
以第一GPS接收天线与第二GPS接收天线的连接为Y轴，建立车辆坐标系CCS
v
；
[0011]利用第一双目相机模组和第二双目相机模组同时采集获得一一对应的侧方第一图像对和第二图像对；同时，利用双天线GPS接收机获取参考GPS坐标和参考航向角信息；
[0012]当工控机捕获公路里程桩号牌的图像时，获取当前图像对应的参考GPS坐标(OriB,OriL)和参考航向角Ha，并配准给第一图像对和第二图像对；
[0013]识别并提取图像中的里程桩号数值；
[0014]利用双目视觉测量里程桩号牌中心在第一双目相机模组和第二双目相机模组坐标系下的三维坐标(x0,y0,z0)；
[0015]求得公路里程桩号牌在坐标系CCS
v
下的相对坐标(x1,y1)；
[0016]根据参考GPS坐标(OriB,OriL)和参考航向角H
a
，求得公路里程桩号牌GPS坐标(B,L)，其表达式为：
[0017][0018][0019]其中，ShortAxis表示地球WGS84椭球短半轴长度，LongAxis表示地球WGS84椭球长半轴长度。
[0020]进一步地，所述公路里程桩号牌在坐标系CCS
v
下的相对坐标(x1,y1)，其表达式为：
[0021]当第一图像对检测到公路里程桩号牌，则：
[0022][0023]当第二图像对检测到公路里程桩号牌，则：
[0024][0025]其中，(Dx1,Dy1)表示第一双目相机模组的坐标，(Dx2,Dy2)表示第二双目相机模组的坐标。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027](1)本专利技术巧妙地设置了第一GPS接收天线与第二GPS接收天线，其布设在车辆的顶部前端、且以车辆中轴线对称；以便于建立坐标系CCS
v
，并且可靠接收车辆的参考GPS坐标(OriB,OriL)和参考航向角Ha；
[0028](2)本专利技术巧妙地在车辆的顶部左侧和右侧分别设置有朝向道路中央隔离带的第一双目相机模组和朝向应急车道的第二双目相机模组，以可靠的采集道路中央隔离带、应急车道的图像，保证公路里程桩号牌采集更可靠；
[0029](3)本专利技术巧妙地利用第一双目相机模组或第二双目相机模组的位置信息，并在坐标系下获取里程桩号牌GPS坐标，其计算量少、准确可靠。
[0030]综上所述，本专利技术具有逻辑简单、准确可靠等优点，在高速公路里程桩号定位
具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，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相关的附图。
[0032]图1为本专利技术的硬件布设原理图。
[0033]上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
[0034]1‑
第一GPS接收天线；2、第二GPS接收天线；3、第一双目相机模组；4、第二双目相机模组；5、双天线GPS接收机；6、工控机；7、电池。
具体实施方式
[0035]为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0036]实施例
[0037]如图1所示，本实施例提供了一种基于视觉的高速公路里程桩号定位方法，其中，车辆的顶部前端设置有第一GPS接收天线和第二GPS接收天线；所述第一GPS接收天线和第二GPS接收天线以车辆中轴线对称布设。车辆的顶部左侧和右侧分别设置有朝向道路中央隔离带的第一双目相机模组和朝向应急车道的第二双目相机模组；所述第一双目相机模组和第二双目相机模组平行于车顶、且连线垂直于车辆中轴线；所述车辆内设置有与第一GPS接收天线和第二GPS接收天线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的高速公路里程桩号定位方法，其特征在于，采用行进的车辆进行实时采集高速公路里程桩号的图像；所述车辆的顶部前端设置有第一GPS接收天线和第二GPS接收天线；所述第一GPS接收天线和第二GPS接收天线以车辆中轴线对称布设；所述车辆的顶部左侧和右侧分别设置有朝向道路中央隔离带的第一双目相机模组和朝向应急车道的第二双目相机模组；所述第一双目相机模组和第二双目相机模组平行于车顶、且连线垂直于车辆中轴线；所述车辆内设置有与第一GPS接收天线和第二GPS接收天线连接的双天线GPS接收机，与双天线GPS接收机、第一双目相机模组和第二双目相机模组连接的工控机；所述高速公路里程桩号定位方法，包括以下步骤：以第一GPS接收天线与第二GPS接收天线的连接中点为原点，以车辆中轴线为X轴，以第一GPS接收天线与第二GPS接收天线的连接为Y轴，建立车辆坐标系CCS
v
；利用第一双目相机模组和第二双目相机模组同时采集获得一一对应的侧方第一图像对和第二图像对；同时，利用双天线GPS接收机获取参考GPS坐标和参考航向角信息；当工控机捕获公路里程桩号...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓勇军，
申请(专利权)人：成都圭目机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：