CN116105755A - 一种车辆定位修正方法、存储介质及终端设备 - Google Patents

一种车辆定位修正方法、存储介质及终端设备 Download PDF

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CN116105755A CN202211690667.XA CN202211690667A CN116105755A CN 116105755 A CN116105755 A CN 116105755A CN 202211690667 A CN202211690667 A CN 202211690667A CN 116105755 A CN116105755 A CN 116105755A
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Abstract

本发明公开了一种车辆定位修正方法、存储介质及终端设备，基于高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线获得若干条拟合车道线；将采集到的若干条感知车道线与若干条拟合车道线进行时间同步；对若干条拟合车道线和时间同步后的若干条感知车道线进行排列组合，计算每一种组合方式对应的拟合车道线和感知车道线的总匹配误差，并将最小的总匹配误差对应的组合方式作为最优组合方式；根据最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数，对当前定位点的定位坐标进行修正；能够对车辆的定位坐标进行误差修正，从而提高车辆的定位精度。

Description

一种车辆定位修正方法、存储介质及终端设备
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆定位修正方法、计算机可读存储介质及终端设备。
背景技术
随着自动驾驶技术的快速发展，对车辆的定位精度的要求也越来越高。但是，在利用GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)/INS(InertialNavigation System，惯性导航系统)进行组合导航定位的车辆中，如果组合导航系统长时间处于GNSS拒止工况下，不可避免地会产生累计误差，从而影响车辆的定位精度。
发明内容
本发明实施例的目的在于，提供一种车辆定位修正方法、计算机可读存储介质及终端设备，能够对车辆的定位坐标进行误差修正，从而提高车辆的定位精度。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种车辆定位修正方法，包括：
基于高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线获得若干条拟合车道线；
将在所述当前定位点处采集到的若干条感知车道线，与所述若干条拟合车道线进行时间同步处理；
对所述若干条拟合车道线和时间同步后的若干条感知车道线进行排列组合；其中，每一种组合方式中均包括至少一组车道线对，每一组车道线对中均包括一条拟合车道线及其对应的一条感知车道线；
根据每一种组合方式中的每一组车道线对所对应的车道线匹配误差，获得每一种组合方式所对应的总匹配误差，并将最小的总匹配误差所对应的组合方式作为最优组合方式；
根据所述最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数，对所述当前定位点的定位坐标进行修正。
进一步地，所述将在所述当前定位点处采集到的若干条感知车道线，与所述若干条拟合车道线进行时间同步处理，具体包括：
获取所述车辆在所述预设范围内采集到的若干条感知车道线；
根据所述车辆在thdmap到tperception时间段内的行驶距离确定平移距离；其中，thdmap表示提取地图车道线的时间戳，tperception表示采集感知车道线的时间戳；
根据所述平移距离将所述若干条感知车道线的曲线方程，从tperception时刻的感知自车坐标系平移并转换到thdmap时刻的地图自车坐标系，获得时间同步后的若干条感知车道线。
进一步地，所述根据每一种组合方式中的每一组车道线对所对应的车道线匹配误差，获得每一种组合方式所对应的总匹配误差，具体包括：
针对每一种组合方式，分别计算同一种组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线与感知车道线之间的车道线匹配误差，将同一种组合方式中的所有的车道线对的车道线匹配误差的和值作为同一种组合方式所对应的总匹配误差；
其中，针对每一组车道线对，根据以下公式计算获得同一组车道线对中的拟合车道线与感知车道线之间的车道线匹配误差error：
Figure BDA0004020515480000021
其中，n表示拟合车道线上的地图几何点的数量，(xi_hdmap，yi_hdmap)表示第i个地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，c0、c1、c2和c3表示感知车道线的三次曲线系数。
进一步地，所述根据所述最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数，对所述当前定位点的定位坐标进行修正，具体包括：
分别将所述最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数代入到优化函数中，计算获得所述车辆的横向误差δd和航向误差δθ；
根据所述横向误差δd和所述航向误差δθ对所述当前定位点的定位坐标进行误差补偿，获得修正后的定位坐标；
其中，所述优化函数为：
Figure BDA0004020515480000031
其中，(xi_hdmap，yi_hdmap)表示拟合车道线上的第i个地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，c0、c1、c2和c3表示感知车道线的三次曲线系数。
进一步地，所述基于高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线获得若干条拟合车道线，具体包括：
提取高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线；
将所述若干条地图车道线上的地图几何点的经纬度坐标转换为地图自车坐标系下的坐标数据；
根据所述地图几何点的坐标数据对所述若干条地图车道线进行拼接处理，并对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线。
进一步地，所述根据所述地图几何点的坐标数据对所述若干条地图车道线进行拼接处理，并对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线，具体包括：
根据所述若干条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，结合所述高精地图中车道的前驱后继关系，对所述若干条地图车道线进行拼接处理，获得拼接处理后的若干条地图车道线；
采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线。
进一步地，所述根据所述若干条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，结合所述高精地图中车道的前驱后继关系，对所述若干条地图车道线进行拼接处理，获得拼接处理后的若干条地图车道线，具体包括：
根据所述若干条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，结合所述高精地图中车道的前驱后继关系，判断所述若干条地图车道线之间是否具有连接关系；
对具有连接关系的地图车道线进行拼接处理，对应获得拼接处理后的若干条地图车道线，并将与其他地图车道线没有连接关系的地图车道线直接作为拼接处理后的地图车道线。
进一步地，所述采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线，具体包括：
根据拼接处理后的每一条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线；
其中，每一条拟合车道线均为三次曲线，每一条拟合车道线的三次曲线系数a0、a1、a2和a3通过公式
Figure BDA0004020515480000041
计算获得，(rfront，rright)表示地图车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一项所述的车辆定位修正方法。
本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的车辆定位修正方法。
与现有技术相比，本发明实施例提供了一种车辆定位修正方法、计算机可读存储介质及终端设备，基于高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线获得若干条拟合车道线；将在当前定位点处采集到的若干条感知车道线，与若干条拟合车道线进行时间同步处理，并对若干条拟合车道线和时间同步后的若干条感知车道线进行排列组合；根据每一种组合方式中的每一组车道线对所对应的车道线匹配误差，获得每一种组合方式所对应的总匹配误差，并将最小的总匹配误差所对应的组合方式作为最优组合方式；根据最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数对当前定位点的定位坐标进行修正；能够对车辆的定位坐标进行误差修正，从而提高车辆的定位精度。
附图说明
图1是本发明提供的一种车辆定位修正方法的一个优选实施例的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种车辆定位修正方法的一个应用场景示意图；
图3是本发明提供的一种终端设备的一个优选实施例的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本技术领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种车辆定位修正方法，参见图1所示，是本发明提供的一种车辆定位修正方法的一个优选实施例的流程图，所述方法包括步骤S11至步骤S15：
步骤S11、基于高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线获得若干条拟合车道线。
在具体实施时，可以先利用高精地图确定车辆的当前定位点在高精地图上的对应位置，再确定当前定位点在高精地图上对应的预设范围(即当前定位点周围的区域范围，例如，以当前定位点所在位置为圆心，以预先设置的某个值为半径，构成的圆形区域范围)，在预设范围内，进一步确定与当前定位点的距离小于预设距离阈值的高精道路，根据确定的高精道路对应提取获得高精道路上的若干条地图车道线，并基于提取到的若干条地图车道线进行曲线拟合，对应获得若干条拟合车道线。
需要说明的是，高精地图是自动驾驶的专用地图，由含有语义信息的车道模型、道路部件、道路属性等矢量信息，以及用于多传感器定位的特征图层构成，自动驾驶的车辆在高精地图的辅助下更容易判断自身位置，还可以获知行驶区域、行驶方向、行驶车道等信息。
作为优选方案，所述基于高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线获得若干条拟合车道线，具体包括：
提取高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线；
将所述若干条地图车道线上的地图几何点的经纬度坐标转换为地图自车坐标系下的坐标数据；
根据所述地图几何点的坐标数据对所述若干条地图车道线进行拼接处理，并对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线。
在具体实施时，在从高精地图中提取获得车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线的同时，还可以获得地图车道线的相关信息，例如，获得地图车道线上的地图几何点的经纬度坐标，则，分别将每一条地图车道线上的地图几何点的经纬度坐标转换为地图自车坐标系下的坐标数据，即可根据若干条地图车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，结合高精地图提供的车道连接关系，对提取到的若干条地图车道线进行拼接处理，相应获得拼接处理后的若干条地图车道线，再对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，计算获得地图自车坐标系下的若干条拟合车道线的曲线方程，一条拼接处理后的地图车道线对应一条拟合车道线。
需要说明的是，高精地图转换后的地图自车坐标系一般是前右下坐标系，地图车道线上的地图几何点的经纬度坐标可以通过以下公式对应转换为地图自车坐标系下的坐标数据：
Figure BDA0004020515480000061
其中，(rfront，rright)表示地图车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，rfront为自车坐标系下前向坐标，rright为自车坐标系下右向坐标，ψ表示航向角，RM表示地球子午圈曲率半径，RN表示地球卯酉圈曲率半径，h表示当前定位点的高度，
Figure BDA0004020515480000071
表示当前定位点的纬度，
Figure BDA0004020515480000072
表示地图几何点的纬度与当前定位点的纬度之差，δλ表示地图几何点的经度与当前定位点的经度之差。
示例性的，公式中的各个参数的取值范围内符合其定义即可，例如，航向角ψ一般定义的是以正北为0°顺时针(-180°，180°]的取值范围，即正北0°，正东90°，正西-90°，正东180°；航向角ψ的定义也可以根据具体使用情况自行调整，例如，可以定义为以正北为0°顺时针[0°，360°)，此时正西为270°，其余定义不变。
参见图2所示，是本发明实施例提供的一种车辆定位修正方法的一个应用场景示意图，图2所示为一个典型的下匝道场景，图2中的实线(L11、L12、L13、L14、L15、L21、L22、L23和L24)为车道线边线或边界，图2中的虚线为车道中心线，假设当前定位点在高精道路1和高精道路2的交界处，并且在当前定位点的预设范围内确定与当前定位点的距离最近的两个高精道路即为图2中的高精道路1和高精道路2，则高精地图会将高精道路1和高精道路2的车道信息发送给车辆的定位系统，车辆的定位系统提取高精道路1和高精道路2中的所有的地图车道线(即L11、L12、L13、L14、L15、L21、L22、L23和L24)，并将地图车道线上的地图几何点的经纬度坐标转换为地图自车坐标系下的坐标数据，再根据高精地图提供的车道连接关系，对高精道路1和高精道路2中的所有的地图车道线根据连接关系进行拼接，其中，L11与L21拼接，L12与L22拼接，L13与L23拼接，L14与L24拼接，L15与L24拼接，相应获得拼接处理后的5条地图车道线(即L11+L21、L12+L22、L13+L23、L14+L24和L15+L24)，再对这5条地图车道线分别进行曲线拟合，对应获得5条拟合车道线的曲线方程。
需要说明的是，对地图车道线进行曲线拟合，主要是为了求出高精地图车道线的曲线方程(即拟合车道线的曲线方程)，用于后续找到地图车道线(即拟合车道线)与感知车道线之间的最优匹配后，将地图车道线与最优匹配的感知车道线进行比较，防止地图车道线与最优匹配的感知车道线在形状和位置上存在较大差异而计算出一个异常的修正量，影响定位误差修正；例如，结合下述实施例可知，在本发明实施例中，地图车道线和感知车道线均为三次曲线，两者的比较方法一般是通过检查两者的三次曲线方程中的常数项a0和c0之间的差距是否超过阈值，以及两者的三次曲线方程中的二次项系数a2和c2之间的差距是否超过阈值，常数项比较是检查位置，二次项系数比较是检查形状。
步骤S12、将在所述当前定位点处采集到的若干条感知车道线，与所述若干条拟合车道线进行时间同步处理。
在具体实施时，对于采集到的若干条感知车道线，需要与拟合车道线(或地图车道线)进行时间同步，可以根据高精地图数据时间戳与感知时间戳之差，利用产生高精地图当时的定位速度进行平移，将感知车道线的曲线方程从感知自车坐标系转换到高精地图转换后的地图自车坐标系，以便后续在将拟合车道线与感知车道线进行匹配时，是在同一个坐标系下进行的匹配。
步骤S13、对所述若干条拟合车道线和时间同步后的若干条感知车道线进行排列组合；其中，每一种组合方式中均包括至少一组车道线对，每一组车道线对中均包括一条拟合车道线及其对应的一条感知车道线。
在具体实施时，在处理完地图车道线和感知车道线之后，可以获得有效的地图车道线(即拟合车道线)的数量和感知车道线(即时间同步后的感知车道线)的数量，一般来说，拟合车道线的数量应该大于或等于感知车道线的数量，假设拟合车道线的数量表示为nhdmap，感知车道线的数量表示为nperception，则对nhdmap条拟合车道线和nperception条感知车道线进行排列组合，可以获得Cn n h p d e m rc a e p ption种组合方式，并且在每一种组合方式中，均包括至少一组车道线对，在每一组车道线对中，均包括一条拟合车道线以及与这条拟合车道线对应的一条感知车道线，同一组车道线对中的拟合车道线和感知车道线之间具有对应关系。
示例性的，假设nhdmap＝4，nperception＝3，4条拟合车道线和3条感知车道线之间共有4种组合方式，如表1所示，表1中的map0、map1、map2和map3分别表示从右到左的4条拟合车道线，per0、per1和per2分别表示从右到左的3条感知车道线；在组合方式1中，共包括3组车道线对，map0与per0为一组，map0与per0之间有对应关系，map1与per1为一组，map1与per1之间有对应关系，map2与per2为一组，map2与per2之间有对应关系，而map3与任意一条感知车道线都没有构成车道线对，map3与任意一条感知车道线也没有对应关系；在组合方式2～4中同理，这里不再赘述。
表1拟合车道线与感知车道线的组合方式表
map0 map1 map2 map3
组合方式1 per0 Per1 Per2
组合方式2 per0 Per1 Per2
组合方式3 per0 Per1 Per2
组合方式4 per0 Per1 Per2
步骤S14、根据每一种组合方式中的每一组车道线对所对应的车道线匹配误差，获得每一种组合方式所对应的总匹配误差，并将最小的总匹配误差所对应的组合方式作为最优组合方式。
步骤S15、根据所述最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数，对所述当前定位点的定位坐标进行修正。
在具体实施时，在获得地图车道线(即拟合车道线)和感知车道线(即时间同步后的感知车道线)的组合方式之后，针对每一种组合方式中的每一组车道线对，分别计算出同一组车道线对中的具有对应关系的拟合车道线与感知车道线之间的车道线匹配误差，并根据同一种组合方式中的所有的车道线对所对应的车道线匹配误差，获得同一种组合方式所对应的总匹配误差，在所有的组合方式所对应的总匹配误差中，取最小的总匹配误差所对应的组合方式作为最优组合方式，则，可以根据最优组合方式中的每一组车道线对所包含的拟合车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据和感知车道线的曲线方程的曲线系数，对车辆的当前定位点的定位坐标进行修正，相应获得修正后的定位坐标。
示例性的，结合表1可知，在组合方式1中，共包括3组车道线对，则，针对组合方式1，可以先计算出map0与per0之间的车道线匹配误差，map1与per1之间的车道线匹配误差，map2与per2之间的车道线匹配误差，再根据这3组车道线对所对应的车道线匹配误差计算获得组合方式1所对应的总匹配误差；针对组合方式2～4同理，这里不再赘述。
本发明实施例所提供的一种车辆定位修正方法，可以应用在城市快速路、高速等场景的辅助驾驶领航功能中，利用高精地图中的地图车道线和感知车道线的排列组合，找出地图车道线和感知车道线之间的最优匹配方式，相应获得地图车道线与感知车道线之间的对应关系，结合地图车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据和感知车道线的曲线方程的曲线系数，对定位坐标进行优化修正，能够克服GNSS/INS组合导航系统长时间处于GNSS拒止工况下，不可避免地会产生累计误差的问题，修正GNSS/INS组合导航系统的定位坐标，通过对车辆的定位坐标进行误差修正，从而提高了车辆的定位精度。
在另一个优选实施例中，所述将在所述当前定位点处采集到的若干条感知车道线，与所述若干条拟合车道线进行时间同步处理，具体包括：
获取所述车辆在所述预设范围内采集到的若干条感知车道线；
根据所述车辆在thdmap到tperception时间段内的行驶距离确定平移距离；其中，thdmap表示提取地图车道线的时间戳，tperception表示采集感知车道线的时间戳；
根据所述平移距离将所述若干条感知车道线的曲线方程，从tperception时刻的感知自车坐标系平移并转换到thdmap时刻的地图自车坐标系，获得时间同步后的若干条感知车道线。
具体的，结合上述实施例，在将感知车道线与拟合车道线(或地图车道线)进行时间同步时，可以先获取车辆在当前定位点的预设范围内采集到的若干条感知车道线，例如，可以利用车辆中的摄像头在当前定位点的预设范围内采集获得若干条感知车道线；再根据车辆在thdmap到tperception时间段内的行驶距离确定平移距离，其中，thdmap表示提取地图车道线的时间戳，tperception表示采集感知车道线的时间戳；再根据确定的平移距离，将若干条感知车道线的曲线方程，从tperception时刻的感知自车坐标系平移并转换到thdmap时刻的地图自车坐标系，相应获得时间同步后的若干条感知车道线，例如，可以先将感知车道线的曲线方程，从tperception时刻的感知自车坐标系按照平移距离进行平移，得到thdmap时刻的感知自车坐标系下的曲线方程，再进行感知自车坐标系与地图自车坐标系的坐标系转换，得到thdmap时刻的地图自车坐标系下的曲线方程，即获得时间同步后的感知车道线。
需要说明的是，在实际计算平移距离时，认为车辆在thdmap到tperception时间段内的行驶速度保持不变，则可以通过thdmap与tperception之间的时间差乘以车辆的行驶速度，计算获得车辆的行驶距离，直接将车辆在thdmap到tperception时间段内的行驶距离作为平移距离对感知车道线进行补偿。
需要说明的是，在进行坐标系转换时，转换公式需要根据具体定义的坐标系来具体分析，例如，感知使用的自车坐标系是前左上坐标系，高精地图转换后的坐标系是前右下坐标系，则，进行时间补偿的公式如下：
Figure BDA0004020515480000111
其中，c0、c1、c2和c3表示坐标转换后的感知车道线的三次曲线系数，b0、b1、b2和b3表示坐标转换前的感知车道线的三次曲线系数，f表示车辆前向的移动距离，r表示车辆右向的移动距离，vx表示车辆在thdmap时刻的前向速度，vy表示车辆在tperception时刻的右向速度。
在又一个优选实施例中，所述根据每一种组合方式中的每一组车道线对所对应的车道线匹配误差，获得每一种组合方式所对应的总匹配误差，具体包括：
针对每一种组合方式，分别计算同一种组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线与感知车道线之间的车道线匹配误差，将同一种组合方式中的所有的车道线对的车道线匹配误差的和值作为同一种组合方式所对应的总匹配误差；
其中，针对每一组车道线对，根据以下公式计算获得同一组车道线对中的拟合车道线与感知车道线之间的车道线匹配误差error：
Figure BDA0004020515480000121
其中，n表示拟合车道线上的地图几何点的数量，(xi_hdmap，yi_hdmap)表示第i个地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，c0、c1、c2和c3表示感知车道线的三次曲线系数。
具体的，结合上述实施例，在获取每一种组合方式所对应的总匹配误差时，针对每一种组合方式，可以先分别计算同一种组合方式中的每一组车道线对中的具有对应关系的拟合车道线与感知车道线之间的车道线匹配误差，再将同一种组合方式中的所有的车道线对所对应的车道线匹配误差的和值，作为同一种组合方式所对应的总匹配误差。
需要说明的是，针对每一种组合方式中的每一组车道线对，可以根据以下公式计算获得同一组车道线对中的具有对应关系的拟合车道线与感知车道线之间的车道线匹配误差error：
Figure BDA0004020515480000122
其中，公式中的n表示同一组车道线对中的具有对应关系的拟合车道线上的地图几何点的数量，n＞1，(xi_hdmap，yi_hdmap)表示拟合车道线上的第i个(i＝1，2，…，n)地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，c0、c1、c2和c3表示同一组车道线对中的具有对应关系的感知车道线的三次曲线系数。
在又一个优选实施例中，所述根据所述最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数，对所述当前定位点的定位坐标进行修正，具体包括：
分别将所述最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数代入到优化函数中，计算获得所述车辆的横向误差δd和航向误差δθ；
根据所述横向误差δd和所述航向误差δθ对所述当前定位点的定位坐标进行误差补偿，获得修正后的定位坐标；
其中，所述优化函数为：
Figure BDA0004020515480000131
其中，(xi_hdmap，yi_hdmap)表示拟合车道线上的第i个地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，c0、c1、c2和c3表示感知车道线的三次曲线系数。
具体的，结合上述实施例，在实际根据最优组合方式对车辆的当前定位点的定位坐标进行修正时，针对最优组合方式中的每一组车道线对，分别将同一组车道线对中的具有对应关系的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线方程的曲线系数代入到优化函数中进行计算，根据最优组合方式中的每一组车道线对对应的计算结果，获得车辆的横向误差δd和航向误差δθ，再根据获得的横向误差δd和航向误差δθ对车辆的当前定位点的定位坐标进行误差补偿，相应获得修正后的定位坐标。
需要说明的是，优化函数的公式为：
Figure BDA0004020515480000132
其中，(xi_hdmap，yi_hdmap)表示同一组车道线对中的具有对应关系的拟合车道线上的第i个地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，c0、c1、c2和c3表示同一组车道线对中的具有对应关系的感知车道线的三次曲线系数。
在又一个优选实施例中，所述根据所述地图几何点的坐标数据对所述若干条地图车道线进行拼接处理，并对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线，具体包括：
根据所述若干条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，结合所述高精地图中车道的前驱后继关系，对所述若干条地图车道线进行拼接处理，获得拼接处理后的若干条地图车道线；
采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线。
具体的，结合上述实施例，在对地图车道线进行拼接和曲线拟合时，可以先根据每一条地图车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，结合高精地图中车道的前驱后继关系，对提取到的若干条地图车道线进行拼接处理，相应获得拼接处理后的若干条地图车道线；再采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，计算获得地图自车坐标系下的每一条地图车道线的曲线方程，相应获得每一条地图车道线所对应的拟合车道线。
需要说明的是，高精地图中车道的前驱后继关系，主要体现的是高精地图车道的连接关系，是高精地图中车道元素的一个属性。高精地图的车道元素具有全局唯一的ID，上述属性会包含所有与当前车道具有连接关系的车道元素ID，与当前车辆的行驶方向一致上的车道元素为前驱关系，与当前车辆的行驶方向相反的车道元素为后继关系，因此，可以根据这个车道元素ID进行车道拼接，再进行地图车道线拼接。
作为上述方案的改进，所述根据所述若干条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，结合所述高精地图中车道的前驱后继关系，对所述若干条地图车道线进行拼接处理，获得拼接处理后的若干条地图车道线，具体包括：
根据所述若干条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，结合所述高精地图中车道的前驱后继关系，判断所述若干条地图车道线之间是否具有连接关系；
对具有连接关系的地图车道线进行拼接处理，对应获得拼接处理后的若干条地图车道线，并将与其他地图车道线没有连接关系的地图车道线直接作为拼接处理后的地图车道线。
具体的，结合上述实施例，在实际对地图车道线进行拼接时，可以依据每一条地图车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，结合高精地图中车道的前驱后继关系，判断地图车道线之间是否具有连接关系，若是，则对具有连接关系的地图车道线进行拼接处理，对应获得拼接处理后的若干条地图车道线，可以理解的，在提取到的若干条地图车道线中，也可能存在与其他的地图车道线均没有连接关系的独立的地图车道线，则对于独立的地图车道线，无需对其进行拼接处理，可以直接将其作为拼接处理后的地图车道线。
结合图2所示，先遍历高精道路1中的5条地图车道线，针对L11，找到L11的起点，如果高精道路2中的L21中包含有与L11的起点重合(或距离极近)的点，则认为L11和L21具有连接关系，对L11和L21进行拼接(对于高精地图中具有连接关系的元素一般其几何形点中会存在一对重合的点)。针对L12～L15，拼接方式同理，这里不再赘述；其中，高精道路1中的L14和L15的起点都与高精道路2中的L24的终点重合，则分别将L14与L24拼接，将L15与L24拼接。
作为上述方案的改进，所述采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线，具体包括：
根据拼接处理后的每一条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线；
其中，每一条拟合车道线均为三次曲线，每一条拟合车道线的三次曲线系数a0、a1、a2和a3通过公式
Figure BDA0004020515480000151
计算获得，(rfront，rright)表示地图车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据。
具体的，结合上述实施例，在实际对地图车道线进行曲线拟合时，采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，计算获得的拟合车道线的曲线方程为三次曲线，并且每一条拟合车道线的曲线方程的三次曲线系数a0、a1、a2和a3均可以通过以下公式计算获得：
Figure BDA0004020515480000152
其中，(rfront，rright)表示拟合车道线对应的地图车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，结合上述实施例可知，rfront为地图自车坐标系下前向坐标，rright为地图自车坐标系下右向坐标。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一实施例所述的车辆定位修正方法。
本发明实施例还提供了一种终端设备，参见图3所示，是本发明提供的一种终端设备的一个优选实施例的结构框图，所述终端设备包括处理器10、存储器20以及存储在所述存储器20中且被配置为由所述处理器10执行的计算机程序，所述处理器10在执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的车辆定位修正方法。
优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序1、计算机程序2、……)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器20中，并由所述处理器10执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
所述处理器10可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器10也可以是任何常规的处理器，所述处理器10是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器20主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器20可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡和闪存卡(Flash Card)等，或所述存储器20也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，图3结构框图仅仅是上述终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
综上，本发明实施例所提供的一种车辆定位修正方法、计算机可读存储介质及终端设备，利用高精地图中的地图车道线和感知车道线的排列组合，找出地图车道线和感知车道线之间的最优匹配方式，相应获得地图车道线与感知车道线之间的对应关系，结合地图车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据和感知车道线的曲线方程的曲线系数，对定位坐标进行优化修正，能够克服GNSS/INS组合导航系统长时间处于GNSS拒止工况下，不可避免地会产生累计误差的问题，修正GNSS/INS组合导航系统的定位坐标，通过对车辆的定位坐标进行误差修正，从而提高了车辆的定位精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆定位修正方法，其特征在于，包括：
基于高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线获得若干条拟合车道线；
将在所述当前定位点处采集到的若干条感知车道线，与所述若干条拟合车道线进行时间同步处理；
对所述若干条拟合车道线和时间同步后的若干条感知车道线进行排列组合；其中，每一种组合方式中均包括至少一组车道线对，每一组车道线对中均包括一条拟合车道线及其对应的一条感知车道线；
根据每一种组合方式中的每一组车道线对所对应的车道线匹配误差，获得每一种组合方式所对应的总匹配误差，并将最小的总匹配误差所对应的组合方式作为最优组合方式；
根据所述最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数，对所述当前定位点的定位坐标进行修正。
2.如权利要求1所述的车辆定位修正方法，其特征在于，所述将在所述当前定位点处采集到的若干条感知车道线，与所述若干条拟合车道线进行时间同步处理，具体包括：
获取所述车辆在所述预设范围内采集到的若干条感知车道线；
根据所述车辆在thdmap到tperception时间段内的行驶距离确定平移距离；其中，thdmap表示提取地图车道线的时间戳，tperception表示采集感知车道线的时间戳；
根据所述平移距离将所述若干条感知车道线的曲线方程，从tperception时刻的感知自车坐标系平移并转换到thdmap时刻的地图自车坐标系，获得时间同步后的若干条感知车道线。
3.如权利要求1所述的车辆定位修正方法，其特征在于，所述根据每一种组合方式中的每一组车道线对所对应的车道线匹配误差，获得每一种组合方式所对应的总匹配误差，具体包括：
针对每一种组合方式，分别计算同一种组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线与感知车道线之间的车道线匹配误差，将同一种组合方式中的所有的车道线对的车道线匹配误差的和值作为同一种组合方式所对应的总匹配误差；
其中，针对每一组车道线对，根据以下公式计算获得同一组车道线对中的拟合车道线与感知车道线之间的车道线匹配误差error：
Figure FDA0004020515470000021
其中，n表示拟合车道线上的地图几何点的数量，(xi_hdmap，yi_hdmap)表示第i个地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，c0、c1、c2和c3表示感知车道线的三次曲线系数。
4.如权利要求1所述的车辆定位修正方法，其特征在于，所述根据所述最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数，对所述当前定位点的定位坐标进行修正，具体包括：
分别将所述最优组合方式中的每一组车道线对中的拟合车道线上的地图几何点的坐标数据和感知车道线的曲线系数代入到优化函数中，计算获得所述车辆的横向误差δd和航向误差δθ；
根据所述横向误差δd和所述航向误差δθ对所述当前定位点的定位坐标进行误差补偿，获得修正后的定位坐标；
其中，所述优化函数为：
Figure FDA0004020515470000022
其中，(xi_hdmap，yi_hdmap)表示拟合车道线上的第i个地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据，c0、c1、c2和c3表示感知车道线的三次曲线系数。
5.如权利要求1所述的车辆定位修正方法，其特征在于，所述基于高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线获得若干条拟合车道线，具体包括：
提取高精地图中车辆当前定位点的预设范围内的若干条地图车道线；
将所述若干条地图车道线上的地图几何点的经纬度坐标转换为地图自车坐标系下的坐标数据；
根据所述地图几何点的坐标数据对所述若干条地图车道线进行拼接处理，并对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线。
6.如权利要求5所述的车辆定位修正方法，其特征在于，所述根据所述地图几何点的坐标数据对所述若干条地图车道线进行拼接处理，并对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线，具体包括：
根据所述若干条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，结合所述高精地图中车道的前驱后继关系，对所述若干条地图车道线进行拼接处理，获得拼接处理后的若干条地图车道线；
采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线。
7.如权利要求6所述的车辆定位修正方法，其特征在于，所述根据所述若干条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，结合所述高精地图中车道的前驱后继关系，对所述若干条地图车道线进行拼接处理，获得拼接处理后的若干条地图车道线，具体包括：
根据所述若干条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，结合所述高精地图中车道的前驱后继关系，判断所述若干条地图车道线之间是否具有连接关系；
对具有连接关系的地图车道线进行拼接处理，对应获得拼接处理后的若干条地图车道线，并将与其他地图车道线没有连接关系的地图车道线直接作为拼接处理后的地图车道线。
8.如权利要求6所述的车辆定位修正方法，其特征在于，所述采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线，具体包括：
根据拼接处理后的每一条地图车道线上的地图几何点的坐标数据，采用最小二乘法对拼接处理后的每一条地图车道线进行曲线拟合，获得若干条拟合车道线；
其中，每一条拟合车道线均为三次曲线，每一条拟合车道线的三次曲线系数a0、a1、a2和a3通过公式
Figure FDA0004020515470000041
计算获得，(rfront，rright)表示地图车道线上的地图几何点在地图自车坐标系下的坐标数据。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1～7中任一项所述的车辆定位修正方法。
10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求1～7中任一项所述的车辆定位修正方法。
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CN117782114A (zh) * 2024-02-28 2024-03-29 福瑞泰克智能系统有限公司 车辆定位校正方法、装置、计算机设备和存储介质

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