CN107037467B - 一种定位系统及方法、智能汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定位系统及方法、智能汽车，属于汽车领域。本发明通过辅助定位控制模块根据GPS定位模块相邻两个时刻的定位信息，判断GPS定位模块的GPS信号是否丢失，且在GPS定位模块的GPS信号丢失时，对智能汽车行驶的距离进行计算，根据智能汽车行驶的距离对智能汽车进行初步定位，而后获取智能汽车所在道路前方的交通信号灯与智能汽车的相对位置，并结合交通信号灯与智能汽车的相对位置以及初步定位的结果，对智能汽车进行精确定位，保证在GPS定位模块的GPS信号丢失时也能对智能汽车进行精确定位，保证智能汽车行驶过程中能够根据其位置做出相应的行驶决策，按照正确的路线行驶，保证智能汽车的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别涉及一种定位系统及方法、智能汽车。
背景技术
随着科技的发展，尤其是智能计算的飞速发展，智能汽车的研究成为各大车企聚焦的热点，具有较大的市场前景和经济、社会效益。智能汽车按照智能程度由低到高依次为：辅助驾驶、半自动驾驶、自动驾驶、高度自动驾驶和无人驾驶，智能化程度越高，要求智能汽车的定位越精确。
传统的定位方式为GPS定位，由于在智能汽车行驶过程中可能出现GPS信号丢失的情形，当GPS信号丢失时，智能汽车无法准确定位，也就无法根据其位置做出正确的行驶决策，可能导致智能汽车出现走错路，在十字路口闯红灯等状况，安全性较低。
发明内容
为了解决现有技术中通过GPS定位，在GPS信号丢失时无法对智能汽车进行精确定位，导致智能汽车无法根据其位置做出正确的行驶决策，可能导致智能汽车出现走错路，在十字路口闯红灯等状况，安全性较低的问题，本发明实施例提供了一种定位系统及方法、智能汽车。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种定位系统，所述系统包括：
GPS全球定位系统定位模块，用于通过GPS信号对智能汽车进行定位；
辅助定位控制模块，与所述GPS定位模块连接，用于获取所述GPS定位模块的定位信息，并根据相邻两个时刻GPS定位模块的定位信息，判断所述GPS定位模块的GPS信号是否丢失；
行车距离获取模块，与所述辅助定位控制模块连接，用于在所述GPS定位模块的GPS信号丢失时，对所述智能汽车行驶的距离进行计算；
交通信号灯信息检测模块，与所述辅助定位控制模块连接，用于在所述GPS定位模块使用的GPS信号丢失时，获取所述智能汽车所在道路前方的交通信号灯与所述智能汽车的相对位置；
辅助定位模块，与所述辅助定位控制模块、所述交通信号灯信息检测模块和所述行车距离获取模块连接，用于在所述GPS定位模块的GPS信号丢失时，根据所述智能汽车行驶的距离对所述智能汽车进行初步定位，且在所述交通信号灯信息检测模块检测到交通信号灯时，结合所述交通信号灯与所述智能汽车的相对位置以及所述初步定位的结果，对所述智能汽车进行精确定位。
进一步地，所述系统还包括：
斑马线/停止线信息检测模块，与所述交通信号灯信息检测模块和所述辅助定位模块连接，用于在所述交通信号灯信息检测模块检测到交通信号灯时，获取所述智能汽车所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车的相对位置。
具体地，所述斑马线/停止线信息检测模块包括：
第一摄像头，设置在所述智能汽车前部，与所述交通信号灯信息检测模块连接，用于在所述交通信号灯信息检测模块检测到交通信号灯时，拍摄所述智能汽车前方预设范围内包含斑马线/停止线信息的图像；
第一图像处理单元，与所述第一摄像头和所述辅助定位模块连接，用于根据所述包含斑马线/停止线信息的图像，获取所述智能汽车所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车的相对位置。
具体地，所述交通信号灯信息检测模块包括：
第二摄像头，设置在所述智能汽车的前部，与所述辅助定位控制模块连接，用于在所述GPS定位模块的GPS信号丢失时，拍摄位于所述智能汽车前方预设范围内的包含交通信号灯信息的图像；
第二图像处理单元，与所述第二摄像头和所述辅助定位模块连接，用于根据所述包含交通信号灯信息的图像，获取所述智能汽车与所述交通信号灯的相对位置。
具体地，所述第一摄像头和所述第二摄像头分别设置在所述智能汽车的前挡风玻璃上。
具体地，所述行车距离获取模块为轮速传感器。
第二方面，提供了一种定位方法，应用于所述定位系统，所述方法包括：
通过GPS定位模块对智能汽车进行定位；
辅助定位控制模块获取所述GPS定位模块的定位信息，根据相邻两个时刻GPS定位模块的定位信息，判断所述GPS定位模块的GPS信号是否丢失；
若所述GPS定位模块的GPS信号没有丢失，则依据所述GPS定位模块的定位信息确定所述智能汽车的位置；
若所述GPS定位模块的GPS信号丢失，则对所述智能汽车行驶的距离进行计算，根据所述智能汽车行驶的距离对所述智能汽车进行初步定位，而后获取所述智能汽车所在道路前方的交通信号灯与所述智能汽车的相对位置，并结合所述交通信号灯与所述智能汽车的相对位置以及所述初步定位的结果，对所述智能汽车进行精确定位，并依据所述精确定位的定位信息确定所述智能汽车的位置。
具体地，所述根据相邻两个时刻GPS定位模块的定位信息，判断所述GPS定位模块的GPS信号是否丢失，包括：
若所述智能汽车行驶过程中，相邻两个时刻获取的GPS定位模块的定位信息未发生变化，则所述辅助定位控制模块可判断所述GPS定位模块的GPS信号丢失；
若所述智能汽车行驶过程中，相邻两个时刻获取的GPS定位模块的定位信息发生变化，则所述辅助定位控制模块可判断所述GPS定位模块的GPS信号未丢失。
具体地，若所述GPS定位模块的GPS信号丢失，所述方法还包括：
获取所述智能汽车所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车的相对位置。
第三方面，提供了一种智能汽车，所述智能汽车包括所述自动定位系统。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明通过辅助定位控制模块根据GPS定位模块相邻两个时刻的定位信息，判断GPS定位模块的GPS信号是否丢失，且在GPS定位模块的GPS信号丢失时，对智能汽车行驶的距离进行计算，根据智能汽车行驶的距离对智能汽车进行初步定位，而后获取智能汽车所在道路前方的交通信号灯与智能汽车的相对位置，并结合交通信号灯与智能汽车的相对位置以及初步定位的结果，对智能汽车进行精确定位，保证在GPS定位模块的GPS信号丢失时也能对智能汽车进行精确定位，保证智能汽车行驶过程中能够根据其位置做出相应的行驶决策，按照正确的路线行驶，保证智能汽车的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1是本发明一实施例提供的定位系统的结构框图；
图2是本发明又一实施例提供的智能汽车的结构示意图；
图3本发明又一实施例提供的定位方法的流程图。
其中：
1 GPS定位模块，
2 辅助定位控制模块，
3 行车距离获取模块，
4 交通信号灯信息检测模块，41 第二摄像头，42 第二图像处理单元，
5 辅助定位模块，
6 斑马线/停止线信息获取模块，61 第一摄像头，62 第一图像处理单元
10 智能汽车。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供了一种定位系统，所述系统包括：
GPS定位模块1，用于通过GPS信号对智能汽车10进行定位；
辅助定位控制模块2，与所述GPS定位模块1连接，用于获取所述GPS定位模块1的定位信息，并根据相邻两个时刻GPS定位模块1的定位信息，判断所述GPS定位模块1的GPS信号是否丢失；
行车距离获取模块3，与所述辅助定位控制模块2连接，用于在所述GPS定位模块1的GPS信号丢失时，对所述智能汽车10行驶的距离进行计算；
交通信号灯信息检测模块4，与所述辅助定位控制模块2连接，用于在所述GPS定位模块1使用的GPS信号丢失时，获取所述智能汽车10所在道路前方的交通信号灯与所述智能汽车10的相对位置；
辅助定位模块5，与所述辅助定位控制模块2、所述交通信号灯信息检测模块4和所述行车距离获取模块3连接，用于在所述GPS定位模块1的GPS信号丢失时，根据所述智能汽车10行驶的距离对所述智能汽车10进行初步定位，且在所述交通信号灯信息检测模块4检测到交通信号灯时，结合所述交通信号灯与所述智能汽车10的相对位置以及所述初步定位的结果，对所述智能汽车10进行精确定位。
在本发明实施例中，由于GPS定位模块1的定位通常比较精准，在GPS信号未丢失时，都采用GPS定位模块1的定位信息为智能汽车10定位。如果在智能汽车10行驶过程中，辅助定位控制模块2在相邻两个时刻获取的GPS定位模块1的定位信息没有变化，则辅助定位控制模块2可判断GPS定位模块1的GPS信号丢失，行车距离获取模块3开始记录智能汽车10行驶的距离，辅助定位模块5根据该距离，初步确定智能汽车10行驶到某个路段。待交通信号灯信息检测模块4获取到智能汽车10所在道路前方的交通信号灯与智能汽车10的相对位置后，辅助定位模块5将该交通信号灯与初步定位的路段相匹配，并根据交通信号灯与智能汽车10的相对位置，对智能汽车10进行精确定位。
其中，本领域技术人员可以理解，由于GPS信号不仅可能丢失，也有可能出现延迟，故在GPS定位模块1进行定位时，也可通过交通信号灯信息检测模块4和辅助定位模块5获取智能汽车10的位置，以与GPS定位模块1的定位信息进行比较，确定GPS定位模块1的GPS信号是否延迟。
本发明通过辅助定位控制模块2根据GPS定位模块1相邻两个时刻的定位信息，判断GPS定位模块1的GPS信号是否丢失，且在GPS定位模块1的GPS信号丢失时，对智能汽车10行驶的距离进行计算，根据智能汽车10行驶的距离对智能汽车10进行初步定位，而后获取智能汽车10所在道路前方的交通信号灯与智能汽车10的相对位置，并结合交通信号灯与智能汽车10的相对位置以及初步定位的结果，对智能汽车10进行精确定位，保证在GPS定位模块1的GPS信号丢失时也能对智能汽车10进行精确定位，保证智能汽车10行驶过程中能够根据其位置做出相应的行驶决策，按照正确的路线行驶，保证智能汽车10的安全性。
当然，本领域技术人员可以理解，为了避免智能汽车10与交通信号灯的距离较近时GPS定位模块的GPS信号丢失，智能汽车10来不及根据辅助定位模块5获取的定位结果作出相应的决策，在智能汽车10距离每一个十字路口100米左右时，可通过行车距离获取模块3获取智能汽车10行驶的距离，并通过交通信号灯信息检测模块4检测智能汽车10与位于其所在道路前方的交通信号灯的相对位置，并通过辅助定位模块5获取智能汽车10的具体位置并储存。若在智能汽车10通过该交通信号灯的过程中没有GPS定位模块的GPS信号丢失，则立即调用通过辅助定位模块5获取的智能汽车10的位置。
在本发明实施例中，优选地，所述行车距离获取模块3为轮速传感器，设置在汽车车轮上，检测结果较为精确。
如图1所示，在本发明实施例中，所述系统还包括：
斑马线/停止线信息检测模块6，与所述交通信号灯信息检测模块4和所述辅助定位模块5连接，用于在所述交通信号灯信息检测模块4检测到交通信号灯时，获取所述智能汽车10所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车10的相对位置。
在本发明实施例中，在交通信号灯信息检测模块4检测到交通信号灯时，通过斑马线/停止线信息检测模块6检测智能汽车10所在道路前方的斑马线/停止线与智能汽车10的相对位置，保证智能汽车10能够准确获知其与斑马线/停止线的距离，进而在合适的时间点采取变道或减速等行驶策略。
如图1所示，在本发明实施例中，第一摄像头61，设置在所述智能汽车10前部，与所述交通信号灯信息检测模块4连接，用于在所述交通信号灯信息检测模块4检测到交通信号灯时，拍摄所述智能汽车10前方预设范围内包含斑马线/停止线信息的图像；
第一图像处理单元62，与所述第一摄像头61和所述辅助定位模块5连接，用于根据所述包含斑马线/停止线信息的图像，获取所述智能汽车10所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车10的相对位置。
在本发明实施例中，当交通信号灯信息检测模块4检测到交通信号灯时，通过第一摄像头61实时拍摄智能汽车10所在道路前方的地面，获取智能汽车10前方预设范围内包含斑马线/停止线信息的图像，第一图像处理单元62对包含斑马线/停止线信息的图像进行增强处理，并采用自适应二值化算法提取斑马线/停止线，而后根据第一摄像头61在智能汽车10上的安装参数以及第一摄像头61的摄像参数，通过计算获取智能汽车10与斑马线/停止线的相对位置。
如图1所示，在本发明实施例中，所述交通信号灯信息检测模块4包括：
第二摄像头41，设置在所述智能汽车10的前部，与所述辅助定位控制模块2连接，用于在GPS定位模块1的GPS信号丢失时，拍摄位于所述智能汽车10前方预设范围内的包含交通信号灯信息的图像；
第二图像处理单元42，与所述第二摄像头41和所述辅助定位模块5连接，用于根据所述包含交通信号灯信息的图像，获取所述智能汽车10与所述交通信号灯的相对位置。
在本发明实施例中，通过第二摄像头41实时拍摄智能汽车10所在道路前方的画面，获取智能汽车10前方预设范围内包含交通信号灯信息的图像，第二图像处理单元42根据第二摄像头41在智能汽车10上的安装参数、第二摄像头41的摄像参数以及交通信号灯的安装参数，通过计算获取智能汽车10与交通信号灯的相对位置。
如图2所示，在本发明实施例中，所述第一摄像头61和所述第二摄像头41分别设置在所述智能汽车10的前挡风玻璃上，安装较为简单，拍摄范围合适。且在本发明实施例中，优选地，第一摄像头61和第二摄像头41安装在智能汽车10的前挡风玻璃的中央。
实施例二
如图3所示，本发明实施例提供了一种定位方法，应用于实施例一中所述的定位系统，该定位方法包括：
在步骤201中，通过GPS定位模块对智能汽车进行定位。
在本发明实施例中，当GPS定位模块的GPS信号未丢失时，智能汽车均以GPS定位模块对其进行定位的定位信息作为智能汽车的具体位置，保证定位结果的精确性。
在步骤202中，辅助定位控制模块获取所述GPS定位模块的定位信息，根据相邻两个时刻GPS定位模块的定位信息，判断所述GPS定位模块的GPS信号是否丢失。
在本发明实施例中，具体地，所述根据相邻两个时刻GPS定位模块的定位信息，判断所述GPS定位模块的GPS信号是否丢失，包括：
若所述智能汽车行驶过程中，相邻两个时刻获取的GPS定位模块的定位信息未发生变化，则辅助定位控制模块可判断所述GPS定位模块的GPS信号丢失；
若所述智能汽车行驶过程中，相邻两个时刻获取的GPS定位模块的定位信息发生变化，则辅助定位控制模块可判断所述GPS定位模块的GPS信号未丢失。
在本发明实施例中，如果相邻两个时刻辅助定位控制模块获取到的GPS定位模块的定位信息没有发生变化，而智能汽车处于行驶状态，则辅助定位控制模块可判断GPS定位模块的GPS信号丢失，进入步骤203；而如果智能汽车处于行驶状态时相邻两个时刻辅助定位控制模块获取到的GPS定位模块的定位信息发生了变化，则辅助定位控制模块可判断GPS定位模块的GPS信号未丢失，进入步骤204。
在步骤203中，依据所述GPS定位模块的定位信息确定所述智能汽车的位置。
如前所述，在GPS定位模块的GPS信号未丢失时，均以GPS定位模块的定位信息为确定智能汽车的位置。
在步骤204中，对所述智能汽车行驶的距离进行计算，根据所述智能汽车行驶的距离对所述智能汽车进行初步定位，而后获取所述智能汽车所在道路前方的交通信号灯与所述智能汽车的相对位置，并结合所述交通信号灯与所述智能汽车的相对位置以及所述初步定位的结果，对所述智能汽车进行精确定位，并依据所述精确定位的定位信息确定所述智能汽车的位置。
在本发明实施例中，当GPS定位模块的GPS信号丢失后，通过行车距离获取模块、交通信号灯信息采集模块和辅助定位模块对智能汽车进行定位，保证智能汽车行车过程中均能进行精准定位。
如图3所示，在本发明实施例中，为了获得对智能汽车更加精确的定位，且保证GPS定位模块的GPS信号丢失后智能汽车能够在斑马线/停止线之前准确停车，该定位方法还包括：
获取所述智能汽车所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车的相对位置，通过获取所述智能汽车所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车的相对位置进一步精确对所述智能汽车的定位。
实施例三
如图2所示，本发明实施例提供了一种智能汽车，该智能汽车包括实施例一中所述的定位系统。
本发明通过辅助定位控制模块根据GPS定位模块相邻两个时刻的定位信息，判断GPS定位模块的GPS信号是否丢失，且在GPS定位模块的GPS信号丢失时，对智能汽车行驶的距离进行计算，根据智能汽车行驶的距离对智能汽车进行初步定位，而后获取智能汽车所在道路前方的交通信号灯与智能汽车的相对位置，并结合交通信号灯与智能汽车的相对位置以及初步定位的结果，对智能汽车进行精确定位，保证在GPS定位模块的GPS信号丢失时也能对智能汽车进行精确定位，保证智能汽车行驶过程中能够根据其位置做出相应的行驶决策，按照正确的路线行驶，保证智能汽车的安全性。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种定位系统，其特征在于，所述系统包括：
GPS全球定位系统定位模块，用于通过GPS信号对智能汽车进行定位；
辅助定位控制模块，与GPS定位模块连接，用于获取所述GPS定位模块的定位信息，并根据相邻两个时刻GPS定位模块的定位信息，判断所述GPS定位模块的GPS信号是否丢失；
行车距离获取模块，与所述辅助定位控制模块连接，用于在所述GPS定位模块的GPS信号丢失时，对所述智能汽车行驶的距离进行计算；
交通信号灯信息检测模块，与所述辅助定位控制模块连接，用于在所述GPS定位模块使用的GPS信号丢失时，获取所述智能汽车所在道路前方的交通信号灯与所述智能汽车的相对位置，所述交通信号灯信息检测模块包括：第二摄像头，设置在所述智能汽车的前部，与所述辅助定位控制模块连接，用于在所述GPS定位模块的GPS信号丢失时，拍摄位于所述智能汽车前方预设范围内的包含交通信号灯信息的图像；第二图像处理单元，与所述第二摄像头和辅助定位模块连接，用于根据所述包含交通信号灯信息的图像，获取所述智能汽车与所述交通信号灯的相对位置；
所述辅助定位模块，与所述辅助定位控制模块、所述交通信号灯信息检测模块和所述行车距离获取模块连接，用于在所述GPS定位模块的GPS信号丢失时，根据所述智能汽车行驶的距离对所述智能汽车进行初步定位，且在所述交通信号灯信息检测模块检测到交通信号灯时，结合所述交通信号灯与所述智能汽车的相对位置以及所述初步定位的结果，对所述智能汽车进行精确定位；所述辅助定位模块还用于若所述智能汽车通过所述交通信号灯的过程中没有GPS定位模块的GPS信号丢失，则调用通过辅助定位模块获取的智能汽车的位置，其中，通过获取所述智能汽车所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车的相对位置进一步精确对所述智能汽车的定位，以保证GPS信号丢失后智能汽车能够在斑马线/停止线之前准确停车；
斑马线/停止线信息检测模块，与所述交通信号灯信息检测模块和所述辅助定位模块连接，用于在所述交通信号灯信息检测模块检测到交通信号灯时，获取所述智能汽车所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车的相对位置，所述斑马线/停止线信息检测模块包括：第一摄像头，设置在所述智能汽车前部，与所述交通信号灯信息检测模块连接，用于在所述交通信号灯信息检测模块检测到交通信号灯时，拍摄所述智能汽车前方预设范围内包含斑马线/停止线信息的图像；第一图像处理单元，与所述第一摄像头和所述辅助定位模块连接，用于根据所述包含斑马线/停止线信息的图像，获取所述智能汽车所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车的相对位置,所述第一摄像头和所述第二摄像头分别设置在所述智能汽车的前挡风玻璃上。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述行车距离获取模块为轮速传感器。
3.一种定位方法，应用于如权利要求1-2任一项权利要求所述的定位系统，其特征在于，所述方法包括：
通过GPS定位模块对智能汽车进行定位；
辅助定位控制模块获取所述GPS定位模块的定位信息，根据相邻两个时刻GPS定位模块的定位信息，判断所述GPS定位模块的GPS信号是否丢失；
若所述GPS定位模块的GPS信号没有丢失，则依据所述GPS定位模块的定位信息确定所述智能汽车的位置；
若所述GPS定位模块的GPS信号丢失，则对所述智能汽车行驶的距离进行计算，根据所述智能汽车行驶的距离对所述智能汽车进行初步定位，而后获取所述智能汽车所在道路前方的交通信号灯与所述智能汽车的相对位置，并结合所述交通信号灯与所述智能汽车的相对位置以及所述初步定位的结果，对所述智能汽车进行精确定位，并依据所述精确定位的定位信息确定所述智能汽车的位置；
所述方法还包括：
获取所述智能汽车所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车的相对位置；
若所述智能汽车通过所述交通信号灯的过程中没有GPS定位模块的GPS信号丢失时，则调用辅助定位模块获取的智能汽车的位置，其中，通过获取所述智能汽车所在道路前方的斑马线/停止线与所述智能汽车的相对位置进一步精确对所述智能汽车的定位，以保证GPS信号丢失后智能汽车能够在斑马线/停止线之前准确停车。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据相邻两个时刻GPS定位模块的定位信息，判断所述GPS定位模块的GPS信号是否丢失，包括：
若所述智能汽车行驶过程中，相邻两个时刻获取的GPS定位模块的定位信息未发生变化，则所述辅助定位控制模块判断所述GPS定位模块的GPS信号丢失；
若所述智能汽车行驶过程中，相邻两个时刻获取的GPS定位模块的定位信息发生变化，则所述辅助定位控制模块判断所述GPS定位模块的GPS信号未丢失。
5.一种智能汽车，其特征在于，所述智能汽车包括如权利要求1-2任一项权利要求所述的定位系统。
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