CN109991613B

CN109991613B - 定位方法、定位装置、车辆及可读存储介质

Info

Publication number: CN109991613B
Application number: CN201711479798.2A
Authority: CN
Inventors: 赵全乐; 王涛; 石爱武; 霍明涛; 杨闯; 张盼
Original assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Current assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2037-12-29
Also published as: CN109991613A

Abstract

本公开涉及一种定位方法、定位装置、车辆及可读存储介质。在该定位方法中，首先，检测车辆与三个预设标定点之间的距离，接着，针对该三个预设标定点中的每一个预设标定点，以该预设标定点为圆心，以所检测到的车辆与该点的距离为半径，确定一个圆，然后，根据所确定的三个圆中每两个圆之间的位置关系，确定一个目标点，最后，以所确定的三个目标点为顶点确定一个三角形，并将该三角形的重心确定为该车辆的位置，因此，采用上述技术方案，减少了对车辆行驶道路两侧激光反光板布置的复杂度以及在定位上对该反光板的位置和角度的限制，提升了反光板匹配在排除干扰点方面的准确性以及通过重心求解定位结果的精度。

Description

定位方法、定位装置、车辆及可读存储介质

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种定位方法、定位装置、车辆及可读存储介质。

背景技术

随着车辆技术领域的发展，在车辆中均安装有导航系统，在车辆行驶过程中，驾驶员只需输入其要到达的目的地，该导航系统即可向驾驶员提供到达该目的地的行车路径，便于驾驶员准确地到达目的地。其中，车辆定位是导航系统在导航过程中最基本的环节，所谓定位即是在车辆行驶过程中，确定该车辆的实时位置，进而，该导航系统以车辆当前位置为起点，目的地为终点，规划该车辆的行驶路径。

当前应用较多的定位技术有：差分GPS定位、超声定位等等，其中，差分GPS定位，是指用户在GPS接收机附近设置一个已知准确位置的差分基准站，基准站的接收机连续接收GPS导航信号，将测得的位置或距离数据与已知的位置、距离数据进行比较，确定误差，得出准确校准值，然后将这些校准数据通过数据链发送给覆盖区域内的用户，用以校准用户的定位结果，这种定位方法虽然定位精度高，但成本也很高。对于超声波定位方式，由于超声波在空气中衰减很大，因此只适用空间范围较小的场合。针对上述各种定位技术存在的缺陷，有必要提出一种改进的定位方法以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述目的，本公开实施例提供一种定位方法、定位装置、车辆及可读存储介质。

根据本公开实施例的第一方面提供一种定位方法，所述方法包括：

检测车辆与三个预设标定点之间的距离；

针对所述三个预设标定点中的每一预设标定点，确定以该预设标定点为圆心，且以测得的所述车辆与该预设标定点之间的距离为半径的圆；

分别根据所确定的三个圆中每两个圆之间的位置关系，确定一个目标点；

将所确定的三个目标点对应的三角形的重心确定为所述车辆的位置。

可选地，在检测车辆与三个预设标定点之间的距离之前，所述方法还包括：

在所述车辆上的激光光源发射激光束的条件下，接收多个标定点针对所述激光光源的反射激光线，所接收到的多个反射激光线中每两个相交的反射激光线组成反射激光线对；

针对每个反射激光线对，以该激光线对包括的每个反射激光线所表征的距离为该激光线对所对应的三角形的一条边，且以该激光线对包括的两个反射激光线之间的夹角为该激光线对所对应的三角形的一个内角，确定该激光线对所对应的三角形的第三边的长度；

在一个激光线对所对应的三角形的第三边的长度与一个标定点对包括的两个标定点之间的已知距离相等时，将该标定点对包括的两个标定点确定为候选标定点，所述多个标定点中任两个标定点组成一个标定点对；

在以所确定的候选标定点中的三个候选标定点为顶点组成一个三角形时，将该三个候选标定点确定为所述三个预设标定点。

可选地，分别根据所确定的三个圆中每两个圆之间的位置关系，确定一个目标点，包括：

在所确定的三个圆中两个圆相离时，将该两个圆的圆心的连线的中点确定为所述目标点；

在所确定的三个圆中两个圆相切时，将该两个圆的切点确定为所述目标点；

在所确定的三个圆中两个圆相交时，将该两个圆的两个交点中的任一交点确定为所述目标点。

在所确定的三个圆中两个圆相交于第一交点和第二交点时，确定所述第一交点与第三个圆的圆心之间的第一距离，以及所述第二交点与第三个圆的圆心之间的第二距离；

确定所述第一距离和所述第二距离中较接近所述第三个圆的半径的距离；

在较接近所述第三个圆的半径的距离为所述第一距离时，将所述第一交点确定为所述目标点，以及，在较接近所述第三个圆的半径的距离为所述第二距离时，将所述第二交点确定为所述目标点，其中，所述第三个圆为所确定的三个圆中除该两个圆之外的一个圆。

根据本公开实施例的第二方面提供一种定位装置，所述装置包括：

第一检测模块，用于检测车辆与三个预设标定点之间的距离；

第一确定模块，用于针对所述三个预设标定点中的每一预设标定点，确定以该预设标定点为圆心，且以测得的所述车辆与该预设标定点之间的距离为半径的圆；

第二确定模块，用于分别根据所确定的三个圆中每两个圆之间的位置关系，确定一个目标点；

第三确定模块，用于将所确定的三个目标点对应的三角形的重心确定为所述车辆的位置。

可选地，所述装置还包括：

第一接收模块，用于在所述车辆上的激光光源发射激光束的条件下，接收多个标定点针对所述激光光源的反射激光线，所接收到的多个反射激光线中每两个相交的反射激光线组成反射激光线对；

第四确定模块，用于针对每个反射激光线对，以该激光线对包括的每个反射激光线所表征的距离为该激光线对所对应的三角形的一条边，且以该激光线对包括的两个反射激光线之间的夹角为该激光线对所对应的三角形的一个内角，确定该激光线对所对应的三角形的第三边的长度；

第五确定模块，用于在一个激光线对所对应的三角形的第三边的长度与一个标定点对包括的两个标定点之间的已知距离相等时，将该标定点对包括的两个标定点确定为候选标定点，所述多个标定点中任两个标定点组成一个标定点对；

第六确定模块，用于在以所确定的候选标定点中的三个候选标定点为顶点组成一个三角形时，将该三个候选标定点确定为所述三个预设标定点。

可选地，所述第二确定模块包括：

第一确定子模块，用于在所确定的三个圆中两个圆相离时，将该两个圆的圆心的连线的中点确定为所述目标点；

第二确定子模块，用于在所确定的三个圆中两个圆相切时，将该两个圆的切点确定为所述目标点；

第三确定子模块，用于在所确定的三个圆中两个圆相交时，将该两个圆的两个交点中的任一交点确定为所述目标点。

可选地，所述第二确定模块包括：

第四确定子模块，用于在所确定的三个圆中两个圆相交于第一交点和第二交点时，确定所述第一交点与第三个圆的圆心之间的第一距离，以及所述第二交点与第三个圆的圆心之间的第二距离；

第五确定子模块，用于确定所述第一距离和所述第二距离中较接近所述第三个圆的半径的距离；

第六确定子模块，用于在较接近所述第三个圆的半径的距离为所述第一距离时，将所述第一交点确定为所述目标点，以及，在较接近所述第三个圆的半径的距离为所述第二距离时，将所述第二交点确定为所述目标点，其中，所述第三个圆为所确定的三个圆中除该两个圆之外的一个圆。

根据本公开实施例的第三方面提供一种车辆，包括本公开实施例第二方面所述的定位装置。

根据本公开实施例的第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开实施例第一方面所述的定位方法的步骤。

在本公开实施例提供的定位方法中，首先，检测车辆与三个预设标定点之间的距离，接着，针对该三个预设标定点中的每一个预设标定点，以该预设标定点为圆心，以所检测到的车辆与该点的距离为半径，确定一个圆，然后，根据所确定的三个圆中每两个圆之间的位置关系，确定一个目标点，最后，以所确定的三个目标点为顶点确定一个三角形，并将该三角形的重心确定为该车辆的位置，因此，采用上述技术方案，减少了对车辆行驶道路两侧激光反光板布置的复杂度以及在定位上对该反光板的位置和角度的限制，提升了反光板匹配在排除干扰点方面的准确性以及通过重心求解定位结果的精度。

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是本公开实施例提供的一种实施环境的示意图。

图2是本公开实施例提供的一种定位方法的流程图。

图3是本公开实施例提供的一种确定三个预设标定点的示意图。

图4是本公开实施例提供的一种确定车辆的位置的示意图。

图5是本公开实施例提供的一种定位装置的框图。

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。

激光导引方式是近年来发展起来的一种先进的导引方式，它是在车辆行走空间的特定位置处布置一批激光光束的反射镜模型计算车辆的位置，实现引导，属于半固定路线方式，车辆行驶过程中，车上的激光扫描装置不断地扫描周围环境，当扫描到行驶路径周围预先设定好的反射路标时，其反射光线就会被车辆自身的激光传感器“看到”。只要扫描到3个或3个以上的反射路标，即可根据它们的坐标值，以及各块反光板相对于车体纵向轴的方位角，由定位计算机算出车辆当前在全局坐标系中的X，Y坐标和当前行驶方向与该坐标系X轴的夹角，实现准确定位和定向。

目前利用激光定位的方法中主要有三角定位和三边定位。其中，三角测量法为：通过测量己知路标与机器人纵轴间的夹角来实现机器人定位。具体求解方法有迭代法、几何三角定位法、相交圆法。三边测量法为：通过测量己知路标与机器人间的距离来实现机器人定位。定位时采用至少3个圆的方程求交点的方法。该方法中比较成功的例子是GPS定位。由于三角测量法对实际的路标角度和位置有相应的限制，否则将不能达到准确定位的目的，具体地，上述两种激光定位的方法中，对于定位过程中所采用的反光板的布置需要进行准确的布置，从而会大大增加布置反光板环节的时间甚至在以后运行中会出现位置的定位错误。另外，在定位精度上由于实际激光反馈数据存在系统误差并且最终的计算结果也没有有效的缩小由于误差引起的偏差，因此最终的结果存在的偏差与实际位置偏差较大。

因为，为了解决上述问题，减小布置反光板环节的时间，提高定位精度，本公开实施例提供一种定位方法、定位装置、车辆及可读存储介质，该定位方法是在三边定位算法的基础上，采用重心求解的方法对车辆的位置进行计算使其精度更加精确，应用环境更加开放。

在详细说明该定位方法之前，对该定位方法的实施环境进行描述，请参考图1，图1是本公开实施例提供的一种实施环境的示意图。如图1所示，该实施环境包括：车辆、激光扫描仪、贴有含有反光材料设备的道路。该激光扫描仪安装在该车辆的车顶处，该车辆行驶的道路两侧均贴有含有反光材料设备。车辆在该道路上行驶时，安装在该车辆上的激光扫描仪不断发射激光光束，在该激光光束打到该道路两侧布设的含有反光材料设备上时，该设备上的反光材料会产生针对激光扫描仪发射的激光光束的反射光束信息，激光扫描仪接收该反射光束信息，并根据该反射光束信息，进而确定出该车辆的位置。

请参考图2，图2是本公开实施例提供的一种定位方法的流程图。如图2所示，该定位方法包括以下步骤：

步骤S21：检测车辆与三个预设标定点之间的距离；

步骤S22：针对所述三个预设标定点中的每一预设标定点，确定以该预设标定点为圆心，且以测得的所述车辆与该预设标定点之间的距离为半径的圆；

步骤S23：分别根据所确定的三个圆中每两个圆之间的位置关系，确定一个目标点；

步骤S24：将所确定的三个目标点对应的三角形的重心确定为所述车辆的位置。

在本公开实施例所提供的定位方法中，车辆所行驶的道路两侧均贴有包含有反光材料的设备，该设备可以为反光板、激光反光贴以及任何可以反光的设备。相应地，预设标定点即为该贴在道路两侧包含有反光材料的设备的位置。以该反光材料的设备为反光板为例，对该定位方法进行说明。

通常情况下，道路两侧贴有多个包含有反光材料的设备，在车辆行驶过程中的每一时刻，激光扫描仪发射的激光光束打在多个反光板上，该多个反光板对应于多个标定点，相应地，该多个标定点的每个标定点均会针对其所接收到的激光光束，产生相对应的反射激光线，该激光扫描仪接收该反射激光线，其中，所接收到的多个反射激光线中每两个相交的反射激光线组成反射激光线对，该激光扫描仪根据其所接收到的反射激光线对，可以确定出该反射激光线对之间的夹角，接着，对于每一个反射激光线对，将该反射激光线对中包含的两个反射激光线所表征的距离分别作为激光线对所对应的三角形的两条边，相应地，该反射激光线对之间的夹角即为该三角形的一个内角，在三角形中，根据该内角以及两条边的距离，利用三角函数公式，计算出该三角形中该内角所对应的第三边的长度。

采用该方法计算出激光扫描仪所接收到的每个激光线对所对应的三角形的第三边，将每一个三角形的第三边的距离与一个标定点对包括的两个标定点之间的距离相比较，其中，多个标定点中任两个标定点组成一个标定点对，且每一个标定点对包括的两个标定点之间的距离是预先存储在该激光扫描仪中的，在第三边的距离与标定点对包括的两个标定点之间的距离相等时，将该标定点对包括的两个标定点确定为候选标定点。最后，将所确定的候选标定点中的三个标定点为顶点组成一个首尾相连的三角形，并将该三个标定点确定为三个预设标定点。

示例地，请参考图3，图3是本公开实施例提供的一种确定三个预设标定点的示意图。如图3所示，O点代表当前车辆所在的位置，OA、OB以及OC分别为激光扫描仪接受到的反射激光线的距离，其中OA、OB以及OC两两组成一个反射激光线对，且每个反射激光线对的夹角分别为a、b、c，每个反射激光线对均对应一个三角形，在每一个三角形中，已知该三角形的两条边的距离，以及该两条边之间的夹角，根据三角函数公式，计算出该夹角所对应的第三边的距离，也即是AB、AC、BC的距离，将AB、AC、BC的距离与任何两个标定点之间的距离相比较，确定出与AB、AC、BC的距离相等的三个标定点分别为J、K、L，则将J、K、L确定为预设标定点。

在采用上述方法确定出三个预设标定点后，首先，检测车辆与三个预定标定点之间的距离，具体的，在车辆行驶过程中，安装在该车顶上的激光扫描仪不断的发射激光光束，在该激光光束打到该布设在该道路两侧的反光板时，该反光板针对激光扫描仪所发射的激光光束，产生反射光束，激光扫描仪接收该反射光束，并根据该反射光束，确定该车辆与该三个预设标定点之间的距离。

接着，针对该三个预设标定点中的每一个预设标定点，以该预设标定点为圆心，以所检测的车辆与该预设标定点之间的距离为半径，确定一个圆，从而，根据该三个预设标定点确定出三个圆，然后，根据该三个圆中的每两个圆之间的位置关系，确定出一个目标点，因此，针对该三个圆可以确定出三个目标点。

对确定目标点的方法进行详细说明。

在本公开实施例中，该三个圆中的每两个圆的位置关系包括：相离、相切和相交。在所确定的三个圆中两个圆相离时，则将该两个圆的圆心的连线的中点确定为目标点，如果该三个圆中，每两个圆的位置关系均为相离，则每两个圆的圆心的连线的中点均为目标点，从而确定出三个目标点。

在所确定的三个圆中两个圆相切时，则将该两个圆的切点确定为目标点，如果该三个圆中每两个圆的位置关系均为相切，该三个圆将会相切于一点，则该点即为目标点。所确定的三个圆相切于一点的情况是较为理想的情况，理论上是可行的，但是，在实际应用中，激光扫描仪所测量的车辆与预设标定点之间的距离与实际距离之间存在偏差，因此，以预设标定点为圆心，以该测量的距离为半径所确定的三个圆通常不会出现相切于一点的情况。

在所确定的三个圆中两个圆相交时，将该两个圆的两个交点中的任一交点确定为该目标点。如果该三个圆中每两个圆的位置关系均为相交，则分别从每两个圆相交的两个点钟确定出一个目标点，从而确定出三个目标点。

在本公开实施例中，为了保证所确定的目标点与车辆实际的位置相差较小，在所确定的三个圆中两个圆的位置关系为相交时，可确定该两个圆相交于的第一交点和第二交点分别与第三个圆的圆心之间的距离，分别称为第一距离和第二距离，其中，该第三个圆为所确定的三个圆中除了该两个圆之外的一个圆，接着，将所确定出的第一距离和第二距离分别与第三个圆的半径相比较，在第一距离和第二距离中，确定出与第三个圆的半径较接近的距离，并将该距离所对应的交点确定为目标点。具体地，在确定出与第三个圆的半径较接近的距离为第一距离时，将该第一距离所对应的第一交点确定为目标点。在确定出与第三个圆的半径较接近的距离为第二距离时，将该第二距离所对应的第二交点确定为目标点。

采用上述方法，在所确定出的三个圆中每两个圆的两个交点中确定出一个目标点，从而可确定出三个目标点，最后，以所确定的三个目标点为顶点确定出一个三角形，并确定出该三角形的重心，并将该重心确定为该车辆的位置。

示例地，请参考图4，图4是本公开实施例提供的一种确定目标点的示意图。如图4所示，预设标定点为A、B、C，所确定出的三个圆分别为：圆A、圆B和圆C，该三个圆所对应的半径分别为3、4、5，其中，圆A和圆B的位置关系为相交，且相交于E、F两个点，则该两个交点到圆C的圆心C的距离分别为EC＝4，FC＝13，可以确定出EC的距离与圆C的半径最接近，则将交点E确定为一个目标点。如图4所示，圆A和圆C的的交点分别为H、I，则该两个交点到圆B的圆心B的距离分别为HB＝3，IB＝6，根据HB、IB以及圆B的半径确定出HB距离与圆B的半径最接近，则将交点H确定为一个目标点。同样地，圆B和圆C的的交点分别为M、N，点M、N到圆A的圆心A的距离分别为MA＝2，NA＝7，根据MA、NA以及圆A的半径确定出MA距离与圆A的半径最接近，则将交点M确定为一个目标点。因此，在图3中，所确定出的三个目标点分别为E、H、M。以E、H、M为顶点确定出一个三角形EHM，其中，该三角形EHM的重心为O，则该O点即为车辆的位置。

基于同一发明构思，本公开实施例还提供一种定位装置。请参考图5，图5是本公开实施例提供的一种定位装置的框图。如图5所示，该装置500包括：

第一检测模块501，用于检测车辆与三个预设标定点之间的距离；

第一确定模块502，用于针对所述三个预设标定点中的每一预设标定点，确定以该预设标定点为圆心，且以测得的所述车辆与该预设标定点之间的距离为半径的圆；

第二确定模块503，用于分别根据所确定的三个圆中每两个圆之间的位置关系，确定一个目标点；

第三确定模块504，用于将所确定的三个目标点对应的三角形的重心确定为所述车辆的位置。

可选地，所述装置还包括：

可选地，所述第二确定模块包括：

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明，

基于同一发明构思，本公开实施例还提供一种车辆，包括：本公开实施例提供的定位装置。

基于同一发明构思，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开实施例提供的定位方法的步骤。

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

1.一种定位方法，其特征在于，包括：

检测车辆与三个预设标定点之间的距离；

将所确定的三个目标点对应的三角形的重心确定为所述车辆的位置；

在检测车辆与三个预设标定点之间的距离之前，所述方法还包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别根据所确定的三个圆中每两个圆之间的位置关系，确定一个目标点，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别根据所确定的三个圆中每两个圆之间的位置关系，确定一个目标点，包括：

4.一种定位装置，其特征在于，包括：

第三确定模块，用于将所确定的三个目标点对应的三角形的重心确定为所述车辆的位置；

所述装置还包括：

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：

7.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求4-6任一权利要求所述的定位装置。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现权利要求1-3中任一所述方法的步骤。