CN106405601A - 车辆定位方法、装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种车辆定位方法、装置和车辆，具体的，涉及车辆领域，该方法包括获取车辆的当前位置；识别位于所述车辆的当前位置前方的路灯；测量所识别路灯与所述车辆的当前位置之间的距离；利用地图、基于所述车辆的当前位置确定所识别路灯的经纬度，其中，所述地图包括道路两侧的路灯的经纬度信息和高程信息；依据所识别路灯的经纬度与所述距离来修正所述车辆的当前位置。该方法能够解决现有车辆定位技术中存在的成本过高，误差较大的缺点，能够用较低的成本，来对车辆进行精确定位。

Description

车辆定位方法、装置和车辆
技术领域
本公开涉及车辆领域，具体地，涉及一种车辆定位方法、装置和车辆。
背景技术
目前，无人驾驶车辆的高精度定位方法有多种。
其中一种方法是采用高精度全球定位系统/惯性测量单元(Global PositioningSystem/Inertial measurement unit，GPS/IMU)通过差分定位技术和激光雷达、毫米波雷达等技术来实现，然而其成本高昂。
另一种方法是采集多个交通标识和道路标识作为样本来计算无人驾驶车辆与交通标识和道路标识之间的距离，从而对无人驾驶车辆进行定位。然而，由于作为样本的交通标识和道路标识并非大量平均分布，因此难以随时采集到足够数量的样本，这势必导致部分时间内对无人驾驶车辆的定位精度不高。另外，在夜晚光照条件不足的情况下，样本识别容易出现误差，使得夜晚的车辆定位精度大幅降低。而如果在现有的路灯上加装如蓝牙等的通讯装置，则会因路灯数量巨大，导致安装、维护成本高昂。
发明内容
本公开的目的是提供一种车辆定位方法、装置和车辆，能够基于高精度地图上的路灯信息来对车辆进行精确定位。由于城市道路两侧的路灯数量较多且分布平均，因此样本数量得到了保证；且该定位方案不需要对现有的基础设施进行改造，也不需要利用高精度GPS/IMU通过差分定位技术和激光雷达、毫米波雷达等成本高昂的技术来实现，因此其成本低廉。
为了实现上述目的，本公开提供一种车辆定位方法，该方法包括：
获取车辆的当前位置；
识别位于所述车辆的当前位置前方的路灯；
测量所识别路灯与所述车辆的当前位置之间的距离；
利用地图、基于所述车辆的当前位置确定所识别路灯的经纬度，其中，所述地图包括道路两侧的路灯的经纬度信息和高程信息；
依据所识别路灯的经纬度与所述距离来修正所述车辆的当前位置。
可选地，所述利用地图、基于所述车辆的当前位置确定所识别路灯的经纬度包括：
在所述地图中从所述车辆的当前位置开始沿着车辆行驶方向依次查找数目与所识别路灯的个数相同的路灯，并确定查找到的路灯的经纬度。
可选地，所述识别位于所述车辆的当前位置前方的路灯和所述测量所识别路灯与所述车辆的当前位置之间的距离通过双目视觉传感器来实现。
可选地，所述获取车辆的当前位置通过全球定位系统来实现。
可选地，所述依据所识别路灯的经纬度与所述距离来修正所述车辆的当前位置包括：依据所识别路灯的经纬度与所述距离，利用最小二乘法来修正所述车辆的当前位置。
根据本公开的另一方面，还提供一种车辆定位装置，该装置包括：
车辆初定位模块，用于获取车辆的当前位置；
路灯识别模块，用于识别位于所述车辆的当前位置前方的路灯；
测距模块，用于测量所识别路灯与所述车辆的当前位置之间的距离；
路灯定位模块，用于利用地图、基于所述车辆的当前位置确定所识别路灯的经纬度，其中，所述地图包括道路两侧的路灯的经纬度信息和高程信息；
车辆定位修正模块，用于依据所识别路灯的经纬度与所述距离来修正所述车辆的当前位置。
可选地，所述路灯定位模块还用于：
在所述地图中从所述车辆的当前位置开始沿着车辆行驶方向依次查找数目与所识别路灯的个数相同的路灯，并确定查找到的路灯的经纬度。
可选地，所述路灯识别模块和测距模块都是双目视觉传感器。
可选地，所述车辆初定位模块是全球定位系统。
可选地，所述车辆定位修正模块还用于：
依据所识别路灯的经纬度与所述距离，利用最小二乘法来修正所述车辆的当前位置。
根据本公开的另一方面，还提供一种车辆，包括上面所述的车辆定位装置。
通过上述技术方案，首先获取车辆当前的位置，然后识别在可视范围内的路灯并测量每个路灯与车辆之间的距离，再利用包括道路两侧路灯经纬度信息和高程信息的地图来确定识别出的路灯的经纬度，最后利用该路灯的经纬度和该车辆与路灯之间的距离来修正所述车辆的当前位置，以得到精度比较高的车辆定位，这样不仅不需要通过高精度GPS/IMU利用差分定位技术和激光雷达、毫米波雷达等技术来实现高精度定位，且不会因为光照条件不足出现的识别误差导致定位不准的情况，同时，城市道路两侧通常会安装数量较多的路灯，分布密集，样本数量也得到了保证，该方案不需要对现有道路上的路灯样本进行改造，降低了成本。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开一种实施方式的车辆定位方法的流程图；
图2是根据本公开一种实施方式的车辆定位装置的示意框图。
附图标记说明
10 车辆初定位模块 20 路灯识别模块
30 测距模块 40 路灯定位模块
50 车辆定位修正模块 100 车辆定位装置
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是根据本公开一种实施方式的车辆定位方法的流程图。如图1所示，该方法包括了步骤S101至S105。
在步骤S101中，获取车辆的当前位置。
该获取车辆的当前位置步骤可以通过全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)来实现。
另外，该获取车辆的当前位置步骤还可以通过全球卫星导航系统(GlobalNavigation Satellite System，GLONASS)、伽利略卫星导航系统(Galileo SatelliteNavigation System)和北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)等来实现。
另外，上面提到的定位系统的定位精度不需要很高，例如，定位误差在10米左右是可以接受的。
在步骤S102中，识别位于所述车辆的当前位置前方的路灯。
在步骤S103中，测量所识别路灯与车辆的当前位置之间的距离。
在步骤S104中，利用地图、基于车辆的当前位置确定所识别路灯的经纬度，其中，地图包括道路两侧的路灯的经纬度信息和高程信息。另外，这里所述的地图尤其是一种高精度地图。
在步骤S105中，依据所识别路灯的经纬度与所述距离来修正所述车辆的当前位置。
通过上述技术方案，首先获取车辆当前的位置，然后识别在可视范围内的路灯并测量每个路灯与车辆之间的距离，再利用包括道路两侧路灯经纬度信息和高程信息的地图来确定识别出的路灯的经纬度，最后利用所识别路灯的经纬度和该车辆与所识别路灯之间的距离来修正所述车辆的当前位置，以得到精度比较高的车辆定位，这样不仅不需要通过高精度GPS/IMU利用差分定位技术和激光雷达、毫米波雷达等技术来实现高精度定位，且不会因为光照条件不足出现的识别误差导致定位不准的情况，同时，城市道路两侧通常会安装数量较多的路灯，分布密集，样本数量也得到了保证，且该方案不需要对现有道路上的路灯样本进行改造，降低了成本。
在一种可能的实施方式中，步骤S102与步骤S103都可以通过双目视觉传感器来实现。由于路灯高度一般在9-12米之间，且外形相对固定，在光线充足的白天很容易就能被双目视觉传感器识别，而当光线不足或在夜晚，双目视觉传感器也可以利用路灯灯头的光源来对路灯进行识别。
步骤S104的实现方式可以有多种，例如，在一种可能的实施方式中，步骤S104可以是在地图中从车辆的当前位置开始沿着车辆行驶方向依次查找数目与所识别路灯的个数相同的路灯，并确定查找到的路灯的经纬度。
本实施方式中的步骤S104中的所识别路灯的个数可能出现多种情况，因为城市道路中的路灯既可能是单侧路灯，也可能是双侧路灯。
例如当所识别路灯的个数为1时，当前车辆所在道路中的路灯即为单侧路灯，则需要在地图中从车辆的当前位置开始沿着车辆行驶方向查询与车辆距离最小的路灯的坐标，以得到所识别路灯的经纬度。
当所识别路灯的个数为2时，无法从路灯个数知道当前车辆所在道路的路灯为单侧路灯还是双侧路灯，但利用地图查找路灯坐标的方式不变，还是在地图中从车辆的当前位置开始沿着车辆行驶方向依次查找与所识别路灯的个数2相同数量的路灯。若是单侧路灯，则会按顺序找到距离车辆最近的路灯和按车辆行驶方向的下一个路灯；若是双侧路灯，则会找到距离车辆最近的分别位于道路两侧的那一对路灯，以此类推。
另外，在步骤S104中，在地图中查找到的路灯的经纬度可能由于步骤S101中获取车辆位置时可能出现的误差而有所偏差。例如，规定在车辆行驶方向上，车辆的车头所朝向的方向为前方，车辆的车尾所朝向的方向为后方，那么，当车辆真实位置是在路灯A的后方，但在步骤S101中获取的车辆当前位置出现误差，定位在了路灯A的前方，则在步骤S104中查找到的路灯经纬度是位于路灯A紧前方的路灯B的经纬度。
另外，步骤S105的实现方式也可以有多种。在一种可能的实施方式中，步骤S105可以是依据所识别路灯的经纬度与距离，利用最小二乘法来修正在步骤S101中获取到的车辆当前位置。
在本实施方式中，所识别路灯的经纬度可能出现如步骤S104中所描述的偏差。出现这种偏差时，若按照步骤S105来修正车辆的当前位置，会出现修正后的位置与修正前的位置偏差超过预定阈值的情况。这是因为按照国家标准定义的路灯，其间距应该在30-50米之间，而所述预定阈值即为在步骤S101中用于实现获取车辆的当前位置的定位系统的最大误差值，一般会在10米左右。因此，在步骤S105中，若修正后的车辆位置与修正前的车辆位置的偏差超过预定阈值，则修正会被视为无效，并重新执行步骤S101至S105，以得到更精确的车辆定位。
通过步骤S104和S105，在地图中从车辆的当前位置开始沿着车辆行驶方向依次查找数目与所识别路灯的个数相同的路灯，并确定查找到的路灯的经纬度之后，再依据所识别路灯的经纬度与距离，利用最小二乘法来修正车辆的当前位置，这样能在不提高成本的情况下得到更加准确的车辆定位。
图2是根据本公开一种实施方式的车辆定位装置100的示意框图。
如图2所示，该车辆车位装置100包括：
车辆初定位模块10，用于获取车辆的当前位置；
路灯识别模块20，用于识别位于所述车辆的当前位置前方的路灯；
测距模块30，用于测量所识别路灯与所述车辆的当前位置之间的距离；
路灯定位模块40，用于利用地图、基于所述车辆的当前位置确定所识别路灯的经纬度，其中，所述地图包括道路两侧的路灯的经纬度信息和高程信息；
车辆定位修正模块50，用于依据所识别路灯的经纬度与所述距离来修正所述车辆的当前位置。
通过上述技术方案，首先由车辆初定位模块10获取车辆当前的位置，然后由路灯识别模块20识别在可视范围内的路灯并由测距模块30测量每个路灯与车辆之间的距离，再利用路灯定位模块40根据包括道路两侧路灯经纬度信息和高程信息的地图来确定识别出的路灯经纬度，最后利用车辆定位修正模块50通过所识别路灯的经纬度和该车辆与所识别路灯之间的距离来修正所述车辆的当前位置，以得到精度比较高的车辆定位，这样不仅不需要通过高精度GPS/IMU利用差分定位技术和激光雷达、毫米波雷达等技术来实现高精度定位，且不会因为光照条件不足出现的识别误差导致定位不准的情况，同时，城市道路两侧通常会安装数量较多的路灯，分布密集，样本数量也得到了保证，方案不需要对现有道路上的路灯样本进行改造，降低了成本。
在一种可能的实施方式中，该车辆定位装置100中的路灯定位模块40还用于在所述地图中从所述车辆的当前位置开始沿着车辆行驶方向依次查找数目与所识别路灯的个数相同的路灯，并确定查找到的路灯的经纬度。
在一种可能的实施方式中，该车辆定位装置100中的路灯识别模块20和测距模块30可以是双目视觉传感器。
在一种可能的实施方式中，该车辆定位装置100中的车辆初定位模块10可以是全球定位系统。也可以是全球卫星导航系统、伽利略卫星导航系统和北斗卫星导航系统中的任意一种或多种。且这些定位系统的精度可以不是很高，例如，定位误差在10米左右是可以接受的。
在一种可能的实施方式中，该车辆定位装置100中的车辆定位修正模块50还用于依据所识别路灯的经纬度与所述距离，利用最小二乘法来修正所述车辆的当前位置。
根据本公开实施例的车辆定位装置100中各个模块的具体实施方式已经在根据本公开实施例的方法中进行了详细描述，此处不再赘述。
根据本公开的另一方面，还提供一种车辆，包括上面所述的根据本公开实施例的车辆定位装置100。该车辆尤其适用于无人驾驶车辆。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (11)

1.一种车辆定位方法，其特征在于，该方法包括：
获取车辆的当前位置；
识别位于所述车辆的当前位置前方的路灯；
测量所识别路灯与所述车辆的当前位置之间的距离；
利用地图、基于所述车辆的当前位置确定所识别路灯的经纬度，其中，所述地图包括道路两侧的路灯的经纬度信息和高程信息；
依据所识别路灯的经纬度与所述距离来修正所述车辆的当前位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用地图、基于所述车辆的当前位置确定所识别路灯的经纬度包括：
在所述地图中从所述车辆的当前位置开始沿着车辆行驶方向依次查找数目与所识别路灯的个数相同的路灯，并确定查找到的路灯的经纬度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别位于所述车辆的当前位置前方的路灯和所述测量所识别路灯与所述车辆的当前位置之间的距离通过双目视觉传感器来实现。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取车辆的当前位置通过全球定位系统来实现。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所识别路灯的经纬度与所述距离来修正所述车辆的当前位置包括：依据所识别路灯的经纬度与所述距离，利用最小二乘法来修正所述车辆的当前位置。
6.一种车辆定位装置，其特征在于，该装置包括：
车辆初定位模块，用于获取车辆的当前位置；
路灯识别模块，用于识别位于所述车辆的当前位置前方的路灯；
测距模块，用于测量所识别路灯与所述车辆的当前位置之间的距离；
路灯定位模块，用于利用地图、基于所述车辆的当前位置确定所识别路灯的经纬度，其中，所述地图包括道路两侧的路灯的经纬度信息和高程信息；
车辆定位修正模块，用于依据所识别路灯的经纬度与所述距离来修正所述车辆的当前位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述路灯定位模块还用于：
在所述地图中从所述车辆的当前位置开始沿着车辆行驶方向依次查找数目与所识别路灯的个数相同的路灯，并确定查找到的路灯的经纬度。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述路灯识别模块和测距模块都是双目视觉传感器。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述车辆初定位模块是全球定位系统。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述车辆定位修正模块还用于：
依据所识别路灯的经纬度与所述距离，利用最小二乘法来修正所述车辆的当前位置。
11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求6至10中任一权利要求所述的车辆定位装置。
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