CN112782733B - 高精度定位方法、装置、系统、电子装置和存储介质 - Google Patents

高精度定位方法、装置、系统、电子装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种高精度定位方法、装置、系统、电子装置和存储介质，其中，该方法包括：基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；将各岸桥位置信息和岸桥点云模板进行处理，生成岸桥点云地图；将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息；根据当前的集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息。通过本申请，在岸桥区域实现可靠、高精度的定位。

Description

高精度定位方法、装置、系统、电子装置和存储介质
技术领域
本申请涉及无人集卡定位领域，特别是涉及高精度定位方法、装置、系统、电子装置和存储介质。
背景技术
随着国际物流业的高速发展，世界范围内集装箱港口的数量与吞吐量持续攀升，港口内的作业强度也不断增加并趋于饱和，传统技术中以有人驾驶的集卡为主的码头水平运输方式越来越难以满足当下对作业效率和强度的需求，港口无人集卡便在这种环境下应运而生。而在驾驶港口无人集卡的过程中，如何实现无人集卡稳定可靠的自定位，是其他各种无人驾驶功能或码头作业功能应用的基础和关键。集装箱码头环境不同于常见的城区或园区环境，其典型特征在于环境的时刻变化。由于其集装箱堆码转运等作业造成的环境中空间结构信息的不断变化，是在该环境中应用无人集卡所面临的主要问题。
无人集卡自定位技术的常用方案包括：基于GPS和惯性测量模块的组合导航技术方案，基于激光雷达与预建地图的激光匹配定位方案等。
对于基于GPS和惯性测量模块的组合导航技术方案，通过结合RTK技术，可以在GPS信号无遮挡环境实现高精度的定位。但集卡在装卸集装箱的过程中，涉及集装箱的吊运环节。该环节往往需要在高大的桥式起重机胯下穿行，此时由于高大金属桥吊的遮挡，以及GPS信号多径效应的影响，该技术方案通常以屏蔽GPS数据而转为依靠集卡运动模型、编码器以及惯性测量模块进行航位推算实现定位，这样便会产生随移动距离增长的累积误差。同时，在装卸箱过程中，由于箱重造成的集卡悬挂、轮胎气压的变化，会影响惯性测量模块的输出稳定，进而影响定位效果，因此该方案并不能解决无人集卡岸桥区域的定位问题。
对于基于激光雷达与预建地图的激光匹配定位方案，其核心在于预先建立环境地图。在岸桥区域，高于地面的空间结构特征往往只有靠泊的船舶，及沿岸线运动的岸桥。由于靠泊船型大小不一，加之作业时岸桥需要时长调整作业贝位，因此岸桥位置始终处于无法固定的状态。在这种情况下，使用预先建立的包含岸桥的点云地图，是无法随时保证与环境中岸桥位置相对应的，因此该类基于预建地图的方法难以应用于岸桥区域的定位。
目前针对相关技术中GPS信号受岸桥及靠泊船只遮挡的影响，同时避免岸桥位置变化导致地图更新不及时带来的问题，尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种高精度定位方法、装置、系统、电子装置和存储介质，以至少解决相关技术中GPS信号受岸桥及靠泊船只遮挡的影响，同时避免岸桥位置变化导致地图更新不及时带来的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种高精度定位方法，包括：
基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；
将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图；
将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据所述位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息；
根据当前的所述集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息。
在其中一些实施例中，将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图，包括：
通过旋转平移变换，根据各岸桥位置信息将预先建立的岸桥点云模板移动到对应位置；将所有经过移动的岸桥点云模板在统一的坐标系下进行合成，生成岸桥区域的岸桥点云地图。
在其中一些实施例中，还包括：
在基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息之后，对每帧所述岸桥位置信息的进行同编号岸桥的位置变化量比较；
若位置变化量大于等于预设距离阈值，则对应岸桥位置发生变化，对对应岸桥的岸桥位置信息进行更新；
若位置变化量小于预设距离阈值，则对应岸桥位置没有变化。
在其中一些实施例中，根据当前的所述集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息，包括：
将当前的所述集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据，经EKF滤波，当前集卡的定位信息。
在其中一些实施例中，所述点云配准算法为ICP点云配准算法或NDT点云配准算法。
第二方面，本申请实施例提供了一种高精度定位装置，包括获取模块、第一处理模块、第二处理模块以及滤波模块；
所述获取模块，用于基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；
所述第一处理模块，用于将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图；
所述第二处理模块，用于将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据所述位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息；
所述滤波模块，用于根据当前的所述集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息。
第三方面，本申请实施例提供了一种高精度定位系统，包括：码头端设备、传输设备以及车载终端设备；其中，所述终端设备通过传输设备连接车载终端设备；
所述码头端设备，用于基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；
所述传输设备，用于传输所述岸桥位置信息；
所述车载终端设备用于执行如第一方面所述的高精度定位方法。
在其中一些实施例中，所述码头端设备包括若干数据获取模组；
每个所述数据获取模组包括安装于岸桥上的GPS天线、GPS接收机以及数据传输模块；
所述GPS接收机，安装在对应的岸桥上，与所述GPS天线连接，用于通过GPS天线获取GPS信号，并对所述GPS信号进行解算，得到位置信息；
所述数据传输模块，与所述GPS接收机连接，用于传输所述位置信息。
第四方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的高精度定位方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的高精度定位方法。
相比于相关技术，本申请实施例提供的高精度定位方法、装置、系统、电子装置和存储介质，通过基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图；将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息；根据当前的集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息，解决了GPS信号受岸桥及靠泊船只遮挡的影响，同时避免岸桥位置变化导致地图更新不及时带来的问题，使得无人集卡可以获取岸桥实时位置，生成岸桥区域的实时的岸桥点云地图，从而在岸桥区域实现可靠、高精度的定位。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请一实施例提供的数据获取模组安装示意图；
图2是本申请一实施例提供的车载终端设备的安装示意图；
图3是本申请一实施例提供的无人集卡岸桥区域的示意图；
图4是本申请一实施例提供的车载终端设备的硬件结构框图；
图5是本申请一实施例提供的高精度定位方法的流程图；
图6是本申请一实施例提供的高精度定位装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
本实施例提供了一种高精度定位系统，包括码头端设备、传输设备以及车载终端设备；其中，终端设备通过传输设备连接车载终端设备；码头端设备，用于基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；传输设备，用于传输岸桥位置信息；车载终端设备用于执行基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图；将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据所述位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息；根据当前的所述集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息
具体的，码头端设备包括若干数据获取模组；每个数据获取模组包括安装于岸桥上的GPS天线、GPS接收机以及数据传输模块；GPS接收机，安装在对应的岸桥上，与GPS天线连接，用于通过GPS天线获取GPS信号，并对GPS信号进行解算，得到位置信息；数据传输模块，与GPS接收机连接，用于传输位置信息。
如图1所示为一实施例中提供的数据获取模组安装示意图，GPS天线101安装于岸桥103特定位置，针对同种型号岸桥应安装于统一的位置，安装位置应符合GPS天线101的安装规范。这样即可保证在通过GPS点位放置岸桥模板时，同型号岸桥可使用同样的参数(点云的平移、旋转参数)。GPS接收机和数据传输模块102，GPS接收机和数据传输模块102可以设置在一个相同的位置上。其中，GPS接收机负责实时解算GPS天线101得到的GPS信号，并转换为包含位置信息的统一数据格式发送给数据传输模块102，数据传输模块102与码头作业系统(TOS)连接，根据码头作业系统需求实时提供对应岸桥的岸桥位置信息。无人集卡201在于岸桥跨距下行驶。具体的，GPS接收机为具备RTK功能的接收机，且需工作在RTK状态(如接入千寻数据，或接入自行架设的基站数据)。数据传输模块102接入码头业系统(TOS)，以固定频率向码头作业系统(TOS)提供岸桥实时位置信息。
具体的，传输设备可以为码头作业系统；码头作业系统(TOS)为码头内部作业规划与调度系统，经由数据传输模块向TOS发送的岸桥GPS数据，与经由车载数据终端从TOS获取的岸桥GPS数据、经由车载数据终端向TOS发送的岸桥位置请求信息，均为依托TOS数据传输链路所开发的专门数据接口。TOS在本系统中只承担了获取岸桥位置信息，与反馈来自集卡的岸桥位置请求的功能。
如图2所示为一实施例中提供的车载终端设备的安装示意图。车载终端设备包括三维激光雷达传感器202、惯性测量模块204、编码器205、车载数据传输终端以及车载控制模块203。无人集卡201为一牵引式半挂车。三维激光雷达传感器202安装于车顶，可尽量减少周围作业的集卡遮挡带来的影响。于其他实施例中三维激光雷达传感器202可安装于集卡其他位置，数量不限于1台，安装原则在于尽量避免本车所装集装箱以及周围其他集装箱卡车对雷达可视范围的遮挡，因此安装位置需要尽可能高于集卡自身高度。惯性测量模块(IMU)204安装于集卡固定位置，可测量集卡三轴加速度与三轴角速度，并反馈给控制器用于获取集卡定位结果的滤波过程；这里的集卡三轴加速度与三轴角速度即为惯性测量数据。编码器205安装于车车轮，部分与车轮联动，可测量车轮的转动，通过标定获取车轮转动与车轮运动里程转换关系后，用于获取集卡的行驶里程，并反馈给控制器用于获取集卡定位结果的滤波过程。车载控制模块203，包含用于计算定位结果的控制器和用于与码头作业系统(TOS)通讯的车载数据传输终端，其中车载数据传输终端用于向码头作业系统(TOS)请求岸桥位置及接收码头作业系统(TOS)反馈的岸桥位置信息，控制器用于接收各传感器数据、岸桥位置信息；并通过计算得到集卡的实时位置。具体的，车载控制模块203可使用工控机，用于连接车载数据终端获取岸桥位置信息，同时连接各传感器实时获取数据，并通过定位方法计算获得集卡位置。
如图3所示为一实施例中提供的无人集卡岸桥区域的示意图。岸桥区域301的范围示意，其中，岸桥上安装有GPS天线103、若干接收机和若干数据传输模块，岸桥可在沿岸线布置的平行于岸线的轨道移动；集装箱船302停泊在岸桥边；无人集卡201在行驶中，其即将进入岸桥跨距内进行作业。无人集卡201上当前激光雷达水平感知范围呈扇形区域303，该扇形区域303是指角度范围，距离范围取决于激光雷达设备本身的观测距离/性能。受无人集卡201是否带有集装箱影响，该扇形区域303可能在360°(无箱，水平全向)与低于360°(有集装箱，及拖车车头与挂车间的夹角不同等情况)的某些数值间浮动。
具体的，本实施例提供的方法实施例可以在车载终端设备、计算机或者类似的运算装置中执行。以运行在车载终端设备上为例，图4是本发明实施例的高精度定位方法的车载终端设备的硬件结构框图。如图4所示，车载终端设备10可以包括一个或多个(图4中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，可选地，上述车载终端设备还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图4所示的结构仅为示意，其并不对上述车载终端设备的结构造成限定。例如，车载终端设备10还可包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的高精度定位方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车载终端设备10。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括车载终端设备10的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为V2X传输模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
本实施例提供了一种高精度定位方法，图5是根据本申请实施例的高精度定位方法的流程图，如图5所示，该流程包括如下步骤：
步骤S210，基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；
步骤S220，将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图；
步骤S230，将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息；
步骤S240，根据当前的集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息。
需要说明的是，在港口中设置有多个岸桥，每个岸桥由于集装箱堆码转运等作业造成的环境中空间结构信息的不断变化，会导致每个岸桥的位置也会随时改变。
各岸桥上的岸桥位置信息是实时获取的，一般情况下可以通过在每个岸桥上设置数据获取模组来获取各岸桥对应的位置信息，且数据获取模组的数据传输技术是V2X组网技术。这里的位置信息指的是对GOS信号经过解算得到的经纬度信息；能够避免传统定位技术手段中GPS信号受岸桥及靠泊船只遮挡的影响。
预先建立的岸桥点云模板是按每个岸桥原始位置建立的，也就是说每个岸桥都有一个对应的岸桥点云模板，将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图，以通过岸桥点云地图实时表征当前岸桥的变化位置；再结合步骤将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息，从而能够避免岸桥位置变化导致地图更新不及时带来的问题；最后通过滤波得到当前集卡的定位信息。
通过上述步骤，解决了GPS信号受岸桥及靠泊船只遮挡的影响，同时避免岸桥位置变化导致地图更新不及时带来的问题，通过在岸桥上设置的数据获取装置，同时结合V2X组网技术的数据传输，使得无人集卡可以获取岸桥实时位置，生成岸桥区域的实时的岸桥点云地图，从而在岸桥区域实现可靠、高精度的定位。
在现有的无人集卡车自定位技术的常用方案还包括基于SLAM技术的局部相对定位方案和基于视觉的定位方案。
基于SLAM技术的局部相对定位方案，虽然可以通过实时建图的方式建立岸桥区域当前时刻的地图，但第一，此种方式在实现可靠闭环优化前处于累积状态，其累积误差难以消除，且岸桥区域集卡运行距离往往在二百到三百米，累积误差有可能达到米级；第二，考虑到环境中的动态运动的集卡、集装箱、以及岸桥，整个SLAM过程难以做到完全不受环境中动态目标的影响，容易因错误匹配(无法区分动静态目标)而造成错误的位置估计结果。
基于视觉的定位方案，在岸桥区域通常依赖地面车道线进行定位，然而岸桥作业过程中，由于岸桥作业效率的限制，作业区域往往停靠着大量等待作业的集卡，严重遮挡无人集卡对地面车道线的观测；且在雨雪天气时，由于积水积雪对地面车道线的覆盖问题，车道线的提取将十分困难，因此该方案并不适合应用于岸桥区域的定位。
同时，本申请也解决了基于SLAM技术的局部相对定位方案和基于视觉的定位方案存在的问题。
在其中一些实施例中，步骤S220包括以下步骤；
通过旋转平移变换，根据各岸桥位置信息将预先建立的岸桥点云模板移动到对应位置；将所有经过移动的岸桥点云模板在统一的坐标系下进行合成，生成岸桥区域的岸桥点云地图；岸桥点云地图作为后续计算的参考。
在其中一些实施例中，还包括以下步骤；
在基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息之后，对每帧岸桥位置信息的进行同编号岸桥的位置变化量比较；
若位置变化量大于等于预设距离阈值，则对应岸桥位置发生变化，对对应岸桥的岸桥位置信息进行更新；
若位置变化量小于预设距离阈值，则对应岸桥位置没有变化。
具体的，一旦岸桥的位置有变化及对对应岸桥的位置信息进行更新，更新为当前岸桥的位置信息。如果位置信息没有变化，则当前岸桥的位置信息不变。在一个实施例中，距离阈值可以为2cm、3cm、5cm等，对此并不进行限制。因此，根据各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板生成的岸桥点云地图即为最新的各岸桥变化后的数据。
在其中一些实施例中，根据当前的集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息，包括：
将当前的集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据，经EKF滤波，当前集卡的定位信息。这里的里程数据可以由车载终端设备中的里程装置获取；里程装置可以是编码器。惯性测量数据由车载终端设备中的惯性测量获取。
在其中一些实施例中，点云配准算法为ICP点云配准算法或NDT点云配准算法，能够快速精确的得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置。
需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本实施例还提供了一种高精度定位装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”、“单元”、“子单元”等可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图6是根据本申请实施例的高精度定位装置的结构框图，如图6所示，该装置包括获取模块210、第一处理模块220、第二处理模块230以及滤波模块240；获取模块210，用于基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；第一处理模块220，用于将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图；第二处理模块230，用于将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息；滤波模块240，用于根据当前的集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息。
本申请解决了GPS信号受岸桥及靠泊船只遮挡的影响，同时避免岸桥位置变化导致地图更新不及时带来的问题，通过在岸桥上设置的数据获取装置，同时结合V2X组网技术的数据传输，使得无人集卡可以获取岸桥实时位置，生成岸桥区域的实时的岸桥点云地图，从而在岸桥区域实现可靠、高精度的定位。
需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
本实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
S1，基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；
S2，将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图；
S3，将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息；
S4，根据当前的集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息。
需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
另外，结合上述实施例中的高精度定位方法，本申请实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种高精度定位方法。
本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种高精度定位方法，其特征在于，包括：
基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；
将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图；其中，所述将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图，包括：通过旋转平移变换，根据各岸桥位置信息将预先建立的岸桥点云模板移动到对应位置；将所有经过移动的岸桥点云模板在统一的坐标系下进行合成，生成岸桥区域的岸桥点云地图；
将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将所述岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据所述位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息；
根据当前的所述集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息。
2.根据权利要求1所述的高精度定位方法，其特征在于，还包括：
在基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息之后，对每帧所述岸桥位置信息的进行同编号岸桥的位置变化量比较；
若位置变化量大于等于预设距离阈值，则对应岸桥位置发生变化，对对应岸桥的岸桥位置信息进行更新；
若位置变化量小于预设距离阈值，则对应岸桥位置没有变化。
3.根据权利要求1所述的高精度定位方法，其特征在于，根据当前的所述集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息，包括：
将当前的所述集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据，经EKF滤波，得到当前集卡的定位信息。
4.根据权利要求1所述的高精度定位方法，其特征在于，所述点云配准算法为ICP点云配准算法或NDT点云配准算法。
5.一种高精度定位装置，其特征在于，包括获取模块、第一处理模块、第二处理模块以及滤波模块；
所述获取模块，用于基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；
所述第一处理模块，用于将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图；其中，所述将各岸桥位置信息和预先建立的岸桥点云模板进行处理，生成岸桥区域的岸桥点云地图，包括：通过旋转平移变换，根据各岸桥位置信息将预先建立的岸桥点云模板移动到对应位置；将所有经过移动的岸桥点云模板在统一的坐标系下进行合成，生成岸桥区域的岸桥点云地图；
所述第二处理模块，用于将当前获取的激光雷达数据作为待匹配点云，将岸桥点云地图作为参考地图，以集卡当前的位置信息作为待匹配点云的初始位置，并利用点云配准算法，得到待配准点云在参考地图中的最佳匹配位置，从而得到待配准点云相对初始位置的位姿变化信息；根据所述位姿变化信息和集卡初始位姿，得到当前的集卡位置信息；
所述滤波模块，用于根据当前的所述集卡位置信息结合获取的里程数据和惯性测量数据进行滤波，得到当前集卡的定位信息。
6.一种高精度定位系统，其特征在于，包括：码头端设备、传输设备以及车载终端设备；其中，所述码头端设备通过传输设备连接车载终端设备；
所述码头端设备，用于基于V2X组网技术实时获取港口中各岸桥的岸桥位置信息；
所述传输设备，用于传输所述岸桥位置信息；
所述车载终端设备用于执行如权利要求1至4中任一项所述的高精度定位方法。
7.根据权利要求6所述的高精度定位系统，其特征在于，所述码头端设备包括若干数据获取模组；
每个所述数据获取模组包括安装于岸桥上的GPS天线、GPS接收机以及数据传输模块；
所述GPS接收机，安装在对应的岸桥上，与所述GPS天线连接，用于通过GPS天线获取GPS信号，并对所述GPS信号进行解算，得到位置信息；
所述数据传输模块，与所述GPS接收机连接，用于传输所述位置信息。
8.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至4中任一项所述的高精度定位方法。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行权利要求1至4中任一项所述的高精度定位方法。
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