CN109029438B - 一种在有限区域内的车辆定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆定位技术领域,特别涉及一种在有限区域内的车辆定位方法;在本发明中,先对场地进行标线和刻度标记,并对这些标线和刻度进行成像增强处理,通过在车辆上安装粗定位设备和精定位设备,先通过粗定位设备初步确定大概位置坐标,再通过精定位设备确定定位坐标;本发明通过使用光学成像方式,先粗定位再通过精定位的方法,实现在由县区域内的车辆的高精度定位。
Description
技术领域
本发明涉及车辆定位技术领域,特别涉及一种在有限区域内的车辆定位方法。
背景技术
目前,在需要对车辆进行高精度定位的场景下,单独使用GPS、北斗等卫星定位系统,无法达到所需的精度,经常有误差,而且特别是在室内环境进行定位时,误差范围更大。如果使用wifi、蓝牙定位技术,可以在室内进行定位,定位精度无法达到所需的精度,也经常由于各种干扰,使之经常产生误差。如果使用差分定位方式,如位置差分、伪距差分、载波相位平滑后的伪距差分以及载波相位差,精度定位比较高,但无法在室内进行定位使用,且比较容易受电磁干扰,时常会产生误差。如果使用激光雷达、毫米波雷达进行车辆定位时,因其定位位置为相对于障碍物的相对位置,从而无法定位出其实质的坐标位置。
发明内容
为了克服上述所述的不足,本发明的目的是提供一种在有限区域内的车辆定位方法,其通过使用光学成像方式,先粗定位再通过精定位的方法,实现在由县区域内的车辆的高精度定位。
本发明解决其技术问题的技术方案是:
一种在有限区域内的车辆定位方法,其中,包括如下步骤:
S1:对有限区域内的场地进行标线及对该标线进行刻度;
S2:对标线和刻度进行成像增强处理;
S3:在车辆上安装粗定位设备和精定位设备;
S4:校准该精定位设备;
S5:应用该粗定位设备初步确定车辆的大致坐标(X0,Y0),从而确定所处范围;
S6:应用该精定位设备读取标线及刻度信息,进行分析处理,最终确定车辆的定位坐标(X1,Y1)。
作为本发明的一种改进,在步骤S6内,还包括步骤S61:该精定位设备进行拍摄成像,读取所能看到标线的刻度差L及车辆与标线呈的夹角T,可以计算出车辆的车轮距离标线的距离S。
作为本发明的进一步改进,在步骤S6内,还包括处于步骤S61之后的步骤S62:读取车辆此时所在位置对应左车道和右车道的标线的刻度M1和M2,读取该精定位设备成像角度α1,车道宽度为常量W,则可以根据公式一计算出该精定位设备所在点的位置的刻度M3,
公式一:M3=( M1+ M2)/2-W*tan(90-α1/2)/2。
作为本发明的更进一步改进,在步骤S6内,还包括处于步骤S62之后的步骤S63:根据公式二计算出车辆的定位坐标(X1,Y1),
公式二:X1= X(M3)+S;
Y1 = Y (M3)。
作为本发明的更进一步改进,在步骤S61内,计算出车辆的左前轮、左后轮与左车道的标线的距离S1和S3,计算出车辆的右前轮、右后轮与右车道的标线的距离S2和S4,根据公式三计算出车辆在车道内的水平倾斜角度Θ,
公式三:Θ = Arctan((S3- S1)/Len),其中Len为常量,Len等于车辆前后轮的轴距长度。
作为本发明的更进一步改进,在步骤S6内,还包括处于步骤S63之后的步骤S64:通过精定位设备进行连续拍摄成像,可以计算出车辆的前进速度V和加速度a。
作为本发明的更进一步改进,在步骤S2内,使标线对肉眼可见,使刻度对肉眼不可见且仅对精定位设备可见。
作为本发明的更进一步改进,在步骤S3内的粗定位设备包括GPS定位装置或WIFI定位装置或蓝牙定位装置。
作为本发明的更进一步改进,在步骤S3内的精定位设备包括摄像装置。
作为本发明的更进一步改进,所述精定位设备还包括照亮刻度线的照明装置。
在本发明中,先对场地进行标线和刻度标记,并对这些标线和刻度进行成像增强处理,通过在车辆上安装粗定位设备和精定位设备,先通过粗定位设备初步确定大概位置坐标,再通过精定位设备确定定位坐标;本发明通过使用光学成像方式,先粗定位再通过精定位的方法,实现在由县区域内的车辆的高精度定位。
附图说明
为了易于说明,本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明中的流程框图;
图2为本发明的步骤S2的处理图示一;
图3为本发明的步骤S2的处理图示二;
图4为本发明的步骤S4的校准图示;
图5为本发明的步骤S5的确定范围的图示;
图6为本发明的步骤S61的图示一;
图7为本发明的步骤S61的图示二;
图8为本发明的步骤S61的图示三;
附图标记:1-标线,2-刻度,3-摄像头A,4-摄像头B,5-照明灯A1,6-照明灯B1,7-初定位范围,S1-步骤S1,S2-步骤S2,S3-步骤S3,S4-步骤S4,S5-步骤S5,S6-步骤S6,S61-步骤S61,S62-步骤S62,S63-步骤S63。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明的一种在有限区域内的车辆定位方法,包括如下步骤:
S1:对有限区域内的场地进行标线及对该标线进行刻度;
S2:对标线和刻度进行成像增强处理;
S3:在车辆上安装粗定位设备和精定位设备;
S4:校准该精定位设备;
S5:应用该粗定位设备初步确定车辆的大致坐标(X0,Y0),从而确定所处范围;
S6:应用该精定位设备读取标线及刻度信息,进行分析处理,最终确定车辆的定位坐标(X1,Y1)。
在本发明中,先对场地进行标线和刻度标记,并对这些标线和刻度进行成像增强处理,通过在车辆上安装粗定位设备和精定位设备,先通过粗定位设备初步确定大概位置坐标,再通过精定位设备确定定位坐标。
如图2和图3所示,在步骤S1中,在直线车道和转弯车道上都设置有标线和刻度,且在步骤S2中,对标线和刻度进行成像增强处理,使标线可以肉眼可见,刻度仅精定位设备可见,也就是说,可以人眼看见标线,不能看见刻度,方便行车,需要进行定位时,精定位设备可以拍摄成像,使该些刻度显现。
如图4所示,在步骤S4内,校准该精定位设备,使之不偏移,影响拍摄成像,而使之不影响精确定位,在车辆上设置有参照线,使精定位设备与之参照对比进行校准。
如图5所示,应用该粗定位设备进行卫星定位,初步确定车辆的定位坐标(X0,Y0),从而确定所处范围;使场地在局限范围缩小,先确定大概的坐标,在确定的所处范围内再进行精准定位,提高定位精度。
如图6所示,在步骤S6内,还包括步骤S61:该精定位设备进行拍摄成像,读取所能看到标线的刻度差L及车辆与标线呈的夹角T,可以计算出车辆的车轮距离标线的距离S,S=L*tanT-N,其中N为精定位设备与车辆的车轮的距离为已知的。
可以计算出各车轮与标线的距离,可以比较方便适应车辆驾驶的测试中,可以知晓车辆各车轮与标线的距离,也可以知晓有没压线,测算精准。
进一步,在步骤S6内,还包括处于步骤S61之后的步骤S62:读取车辆此时所在位置对应左车道和右车道的标线的刻度M1和M2,读取该精定位设备成像角度α1,(精定位设备拍摄成像时,向左右两车道观察的夹角),车道宽度为常量W,则可以根据公式一计算出该精定位设备所在点的位置的刻度M3。
公式一:M3=( M1+ M2)/2-W*tan(90-α1/2)/2。
其中,车道宽度为常量W,是已知的,通过车辆上的精定位设备成像观察,可以晓得该精定位设备对应左车道上的刻度为M1,对应右车道上的刻度为M2,还可以晓得该精定位设备成像角度α1,从而可以计算确定出该精定位设备所在点的位置的刻度M3,M3刻度对应的坐标是已知的,为(X(M3),Y(M3))。
更进一步,在步骤S6内,还包括处于步骤S62之后的步骤S63:根据公式二计算出车辆的定位坐标(X1,Y1),
公式二:X1= X(M3)+S;
Y1 = Y (M3)。
最终确定下的定位坐标(X1,Y1),坐标X1等于精定位设备所在点的位置的刻度M3加上车轮距离标线的距离S得出,坐标Y1与精定位设备所在点的位置的刻度M3的Y坐标一样。
更进一步,如图7和图8所示,本发明可以计算出各车轮与其最近标线的距离,从而知道车辆在车道内转弯角度,在步骤S61内,计算出车辆的左前轮、左后轮与左车道的标线的距离S1和S3,计算出车辆的右前轮、右后轮与右车道的标线的距离S2和S4,根据公式三计算出车辆在车道内的水平倾斜角度Θ,
公式三:Θ = Arctan((S3- S1)/Len),其中Len为常量,Len等于车辆前后轮的轴距长度。
更进一步,在步骤S6内,还包括处于步骤S63之后的步骤S64:通过精定位设备进行连续拍摄成像,可以计算出车辆的前进速度V和加速度a,从而可以知晓车辆的转弯角度、前进速度和加速度,方便知晓车辆会在什么时候压到标线。
为了方便车辆行驶方便,不干扰车辆正常行驶,在步骤S2内,使标线肉眼可见,使刻度肉眼不可见且仅对精定位设备可见,在车辆正常行驶中,可以标线为准进行行驶,不会受收标线上刻度的影响,在后台观察中,车辆上的精定位设备拍摄成像可以使刻度显现,进行计算,精确定位车辆的坐标。
本发明提供一个实施例,本发明的一种在有限区域内的车辆定位方法,包括如下步骤:
S1:对有限区域内的场地进行标线及对该标线进行刻度;
S2:对标线和刻度进行成像增强处理,使标线肉眼可见,使刻度仅对精定位设备可见;
S3:在车辆上安装粗定位设备和精定位设备,粗定位设备包括在室外场使用的GPS定位装置和在室内场地使用的WIFI定位装置,精定位设备包括安装在车辆的车头的摄像头A和照明灯A1、安装在车辆的车尾的摄像头B和照明灯B1;
S4:校准摄像头A和摄像头B;
S5:如果在室外场地,应用GPS定位装置进行卫星初步定位,如果在室内场地,应用WIFI定位装置进行初步定位,从而初步确定车辆的定位坐标(X0,Y0),从而确定所处的初定位范围7;
S6:应用摄像头A和摄像头B读取标线及刻度信息,进行分析处理,最终确定车辆的定位坐标(X1,Y1);
其中,步骤S6内还包括:
步骤S61:摄像头A和摄像头B进行拍摄成像,读取所能看到标线的刻度差L及车辆与标线呈的夹角T,可以计算出车辆的车轮距离标线的距离S,从而可以知晓车辆的左前轮、左后轮与左车道的标线的距离S1和S3,计算出车辆的右前轮、右后轮与右车道的标线的距离S2和S4,
步骤S62:读取车辆此时所在位置对应左车道和右车道的标线的刻度M1 和M2,读取该精定位设备成像角度α1,车道宽度为常量W,则可以根据公式一计算出该精定位设备所在点的位置的刻度M3,
公式一:M3=( M1+ M2)/2-W*tan(90-α1/2)/2;
步骤S63:根据公式二计算出车辆的定位坐标(X1,Y1),
公式二:X1= X(M3)+S;
Y1 = Y (M3);
步骤S64:通过精定位设备进行连续拍摄成像,可以计算出车辆的前进速度V和加速度a。
在公式二中车辆的定位坐标(X1,Y1),可以根据M3(X(M3),Y (M3))的坐标来确定,此中S为车辆的车轮距离标线的距离,该S为车辆的左前轮、左后轮与左车道的标线的距离S1和S3,计算出车辆的右前轮、右后轮与右车道的标线的距离S2和S4,可以根据具体情况确定是哪个距离(S1、S3、S2、S4中任一个)。
在室外场使用的GPS定位装置进行初定位,初定位范围比较准确,没有干扰;在室内场地使用的WIFI定位装置,进行初定位,因有场地的墙体干扰,应用WIFI定位装置初定位范围比较准确。
摄像头A和摄像头B进行拍摄成像,便于记取刻度信息,也便于观察室内现场监测查看和事后调查查看取证。
照明灯A1和照明灯B1便于光线不足时照亮,照亮刻度线,使摄像头A和摄像头B进行拍摄成像且清晰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种在有限区域内的车辆定位方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:对有限区域内的场地进行标线及对该标线进行刻度;
S2:对标线和刻度进行成像增强处理;
S3:在车辆上安装粗定位设备和精定位设备;
S4:校准该精定位设备;
S5:应用该粗定位设备初步确定车辆的大致坐标(X0,Y0),从而确定所处范围;
S6:应用该精定位设备读取标线及刻度信息,进行分析处理,最终确定车辆的定位坐标(X1,Y1);
在所述步骤S6内,还包括步骤S61:该精定位设备进行拍摄成像,读取所能看到标线的刻度差L及车辆与标线呈的夹角T,计算出车辆的车轮距离标线的距离S;
在所述步骤S6内,还包括处于步骤S61之后的步骤S62:读取车辆此时所在位置对应左车道和右车道的标线的刻度M1 和M2,读取该精定位设备成像角度α1,车道宽度为常量W,则根据公式一计算出该精定位设备所在点的位置的刻度M3,
公式一:M3=( M1+ M2)/2-W*tan(90-α1/2)/2;
在步骤S6内,还包括处于步骤S62之后的步骤S63:根据公式二计算出车辆的定位坐标(X1,Y1),
公式二:X1= X(M3)+S;
Y1 = Y (M3);
在步骤S61内,计算出车辆的左前轮、左后轮与左车道的标线的距离S1和S3,计算出车辆的右前轮、右后轮与右车道的标线的距离S2和S4,根据公式三计算出车辆在车道内的水平倾斜角度Θ,
公式三:Θ = Arctan((S3- S1)/Len),其中Len为常量,Len等于车辆前后轮的轴距长度。
2.根据权利要求1所述的一种在有限区域内的车辆定位方法,其特征在于,在步骤S6内,还包括处于步骤S63之后的步骤S64:通过精定位设备进行连续拍摄成像,计算出车辆的前进速度V和加速度a。
3.根据权利要求1或2所述的一种在有限区域内的车辆定位方法,其特征在于,在步骤S2内,使标线对肉眼可见,使刻度对肉眼不可见且仅对精定位设备可见。
4.根据权利要求3所述的一种在有限区域内的车辆定位方法,其特征在于,在步骤S3内的粗定位设备包括GPS定位装置或WIFI定位装置或蓝牙定位装置。
5.根据权利要求4所述的一种在有限区域内的车辆定位方法,其特征在于,在步骤S3内的精定位设备包括摄像装置。
6.根据权利要求5所述的一种在有限区域内的车辆定位方法,其特征在于,所述精定位设备还包括照亮刻度线的照明装置。
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