CN117824629A - 一种车辆定位方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆定位方法，包括：进行航迹推算以获取所述车辆的位置数据；通过至少一感知设备获取实时感知数据；将所述实时感知数据与预先配置的语义地图做匹配以修正所述位置数据。本发明的车辆定位方法通过车辆实时感知与语义地图的精确匹配，实现了在GNSS拒止环境下对车辆的精确定位，为解决智能汽车如何在泊车功能需求位置点通过车身传感器等信息实时获取车身的准确位置的技术问题提供了一种新的解决方案。

Description

一种车辆定位方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及智能驾驶定位技术领域，更具体地，涉及一种车辆定位方法、设备及介质。

背景技术

智能驾驶系统在城区场景可依赖GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)信息辅助，完成NOA(Navigate On Autopilot，自动辅助导航驾驶)辅助驾驶等应用需求。

随着智能泊车市场需求的增大，在各种复杂的地库等封闭场景中完成自动泊车等相关功能逐渐成为智能汽车的热点。

而与城区场景不同的是，泊车目标地点通常处于GNSS拒止环境(卫星信号被干扰、遮挡以及欺骗攻击等导致的GNSS定位设备无法正常输出导航参数的环境)中，缺乏绝对位置参考信息。因此，智能汽车如何在泊车功能需求位置点通过车身传感器等信息实时获取车身准确位置等信息是实现自动泊车功能所亟待解决的关键技术问题之一。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种车辆定位方法、设备及介质，用以实现在GNSS拒止环境下对车辆的精确定位。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种车辆定位方法，包括：

进行航迹推算以获取所述车辆的位置数据；

通过至少一感知设备获取实时感知数据；

将所述实时感知数据与预先配置的语义地图做匹配以修正所述位置数据。

进一步地，所述进行航迹推算以获取所述车辆的位置数据包括：

减小所述车辆的惯性测量单元误差；

根据减小的所述车辆的惯性测量单元误差进行航迹推算，以获取所述车辆的位置数据。

进一步地，在所述减小所述车辆的惯性测量单元误差之前包括：

对处于全球导航卫星系统拒止环境下的所述车辆进行包括静态位置数据、先验语义地图数据、指定泊车功能任务点语义匹配获取的初始位置数据和泊车位置数据中的一种或多种的数据初始化。

进一步地，在所述减小所述车辆的惯性测量单元误差之前还包括：

判断所述车辆处于静止状态，则对所述车辆的惯性测量单元进行常值零偏值的更新；

判断所述车辆处于运动状态，则直接进行航迹推算以获取所述车辆的位置数据。

进一步地，所述减小所述车辆的惯性测量单元误差具体包括：

在所述数据初始化的基础上，对所述车辆的整车控制器和惯性测量单元建立观测方程和状态方程，利用更新后的常值零偏值补偿所述惯性测量单元在捷联解算过程中的水平姿态和速度误差，以减小所述车辆的惯性测量单元误差。

进一步地，所述实时感知数据为安装于所述车辆上的实时感知传感器实时输出的感知结果。

进一步地，所述静态位置数据为所述车辆处于静态时的位置数据；

所述先验语义地图数据预置于所述车辆中；

所述初始位置数据的获取方式包括：判断所述车辆已运行至所述指定泊车功能任务点，通过所述车辆的实时感知数据与所述先验语义地图数据进行匹配，以获取所述车辆的初始位置数据；

所述泊车位置数据的获取方式包括：判断所述车辆已停泊，从存储器中读取上一次泊车后存储的所述车辆的位置数据。

按照本发明的第二个方面，还提供了一种电子设备，包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元能够执行上述任一项所述方法的步骤。

按照本发明的第三个方面，还提供了一种存储介质，其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在访问认证设备上运行时，使得所述访问认证设备能够执行上述任一项所述方法的步骤。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的车辆定位方法通过车辆实时感知与语义地图的精确匹配，实现了在全球导航卫星系统拒止环境下对车辆的精确定位，为解决智能汽车如何在泊车功能需求位置点通过车身传感器等信息实时获取车身的准确位置的技术问题提供了一种新的解决方案。

(2)本发明的车辆定位方法在整车控制器与惯性测量单元组合去噪，减小车辆的惯性测量单元误差的基础上来进行航迹推算，提高了航迹推算的性能，缩小了语义地图匹配候选集的范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需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为本发明实施例提供的一种车辆定位方法的核心流程图；

图2为本发明实施例提供的一种基于IMU_VCU_语义匹配的地库定位方法的详细流程图；

图3为本发明实施例提供的适于实现上文描述的方法的电子设备的方框示意图。

具体实施方式

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地说明。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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请的术语“包括”或“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单元的过程、方法、系统、产品或设备并没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还可以包括没有列出的步骤或单元，或可选地还可以包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

参考图1和图2，在一个实施例中，一种基于IMU_VCU_语义匹配的地库定位方法，其通过停车存储的位置等信息或指定泊车功能任务点语义匹配获取的初始位置等信息对车辆定位系统进行初始化，并采用VCU(Vehicle Control Unit，汽车的整车控制器)与IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)融合来抑制或尽可能消除IMU误差，在此基础上通过DR(dead reckoning，航迹推算)推算车辆位置信息，通过实时感知的库位角点等信息与先验语义地图对应要素匹配来对航迹推算的车辆位置进行修正，实现了在GNSS拒止环境(例如：GPS信号不好的地库)下对车辆的精确定位，从而满足了在GNSS拒止环境下的地库泊车功能的需求。该方法具体可包括如下步骤。

步骤1、选择初始化模式，包括指定泊车功能任务点初始化和地库内存储信息初始化。具体的，通过智能驾驶车辆停车后存储的位置等信息(车辆在停车断电的时候会自动存储当前的位置等信息)和预先存储在车辆端的语义地图数据，通过在指定泊车功能任务点语义匹配(即在车库的某个固定的位置开始进行语义匹配)或在任意车库停车点存储的位置等数据，对车辆定位系统进行初始化。简言之，对车辆定位系统进行初始化即为对该定位系统中的待定位车辆的位置、速度和姿态等初始信息的获取和赋值。

如果智能驾驶车辆已行驶至指定泊车功能任务点(通常选取先验地图构建起点)，通过车辆上的实时感知传感器(视觉传感器、激光传感器等)实时输出的针对处于全球导航卫星系统拒止环境下的车库内的感知结果与先验地图数据进行匹配，获取车辆当前的初始位置等信息；如果智能驾驶车辆已停泊在车库中，则可从存储器中读取上一次泊车后存储的位置等信息。

步骤2、判断智能驾驶车辆是否处于静止状态，如果其处于静止状态，则更新IMU常值零偏。更新的IMU常值零偏值用于后续补偿，弥补IMU误差。如果其处于运动状态，IMU常值零偏不更新，直接进入步骤3。

步骤3、在初始化位置、姿态和更新IMU常值零偏的基础上，采用IMU和VCU融合以抑制或消除车辆的IMU误差。具体的，对IMU和VCU建立观测方程和状态方程，利用更新后的常值零偏值补偿惯性测量单元捷联解算过程中的水平姿态和速度误差，以实现尽可能减小甚至消除车辆的IMU误差。

步骤4、在前述抑制IMU捷联解算过程中的水平姿态和速度误差的基础上，采用IMU和VCU进行DR递推推算，以实时获取当前时刻车辆的位置等信息。即在IMU/VCU组合去噪的基础上进行DR推算，从而提高了DR推算的性能，缩小了语义地图匹配候选集的范围。

步骤5、将智能驾驶车辆的实时感知数据(例如：车库路面的交通箭头等。实时感知数据即为车辆上的各类传感器实时感知的库位角点等信息，库位即为车库内的方位，角点即为车库内的角向点位等)与预置的先验语义地图数据的对应要素做匹配，实时修正智能驾驶车辆当前的经DR推算获取的位置数据，得到车辆的经修正后的位置数据。如此一来，通过实时感知与语义地图的精确匹配，完成了在GNSS拒止环境下的车辆位置的精确定位。

盖言之，步骤2的IMU常值零偏更新和步骤3的基于更新后的常值零偏值进行补偿来共同实现尽可能地消除IMU误差，从而确保步骤4中DR推算位置的可靠性，进而保证步骤5中语义匹配修正的可靠性。

本发明实施例的这种基于IMU_VCU_语义匹配的地库定位方法，其通过汽车停车后存储的位置等数据和预先存储在车端的语义地图数据，通过在指定泊车功能任务点语义匹配或在任意地库停车点存储的位置等数据，对整个定位系统先进行初始化；在初始化完成后通过IMU/VCU融合来尽可能消除IMU误差；然后，在IMU/VCU组合去噪的基础上进行DR递推推算来获取语义匹配前的位置等信息，从而提高了DR推算的性能，缩小了语义地图匹配候选集的范围；最后，通过实时感知库位角点等数据与先验语义地图对应的要素进行精确匹配，实时修正汽车当前的位置，从而实现了在GNSS拒止环境下对车辆的精确定位，为解决智能汽车如何在泊车功能需求位置点通过车身传感器等信息实时获取车身的准确位置的技术问题提供了一种新的解决方案。

图3示意性示出了根据本发明的实施例的适于实现上文描述的方法的电子设备的方框图。图3示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明的实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，本实施例中所描述的电子设备1000，包括：处理器1001，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1002中的程序或者从存储部分1008加载到随机访问存储器(RAM)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器1001例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理器1001还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器1001可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

在RAM 1003中，存储有系统1000操作所需的各种程序和数据。处理器1001、ROM1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。处理器1001通过执行ROM 1002和/或RAM 1003中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 1002和RAM 1003以外的一个或多个存储器中。处理器1001也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。

根据本公开的实施例，电子设备1000还可以包括输入/输出(I/O)接口1005，输入/输出(I/O)接口1005也连接至总线1004。系统1000还可以包括连接至I/O接口1005的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分1006；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1007；包括硬盘等的存储部分1008；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1009。通信部分1009经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1010也根据需要连接至I/O接口1005。可拆卸介质1011，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1010上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1008。

根据本公开实施例的方法流程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1009从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1011被安装。在该计算机程序被处理器1001执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。

根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 1002和/或RAM 1003以外的一个或多个存储器。

需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来。

附图中的流程图或框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。还要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别的，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。

Claims (9)

1.一种车辆定位方法，其特征在于，包括：

进行航迹推算以获取所述车辆的位置数据；

通过至少一感知设备获取实时感知数据；

将所述实时感知数据与预先配置的语义地图做匹配以修正所述位置数据。

2.如权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于，所述进行航迹推算以获取所述车辆的位置数据包括：

减小所述车辆的惯性测量单元误差；

根据减小的所述车辆的惯性测量单元误差进行航迹推算，以获取所述车辆的位置数据。

3.如权利要求2所述的车辆定位方法，其特征在于，在所述减小所述车辆的惯性测量单元误差之前包括：

对处于全球导航卫星系统拒止环境下的所述车辆进行包括静态位置数据、先验语义地图数据、指定泊车功能任务点语义匹配获取的初始位置数据和泊车位置数据中的一种或多种的数据初始化。

4.如权利要求3所述的车辆定位方法，其特征在于，在所述减小所述车辆的惯性测量单元误差之前还包括：

判断所述车辆处于静止状态，则对所述车辆的惯性测量单元进行常值零偏值的更新；

判断所述车辆处于运动状态，则直接进行航迹推算以获取所述车辆的位置数据。

5.如权利要求4所述的车辆定位方法，其特征在于，所述减小所述车辆的惯性测量单元误差具体包括：

在所述数据初始化的基础上，对所述车辆的整车控制器和惯性测量单元建立观测方程和状态方程，利用更新后的常值零偏值补偿所述惯性测量单元在捷联解算过程中的水平姿态和速度误差，以减小所述车辆的惯性测量单元误差。

6.如权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于，所述实时感知数据为安装于所述车辆上的实时感知传感器实时输出的感知结果。

7.如权利要求3所述的车辆定位方法，其特征在于，

所述静态位置数据为所述车辆处于静态时的位置数据；

所述先验语义地图数据预置于所述车辆中；

所述初始位置数据的获取方式包括：判断所述车辆已运行至所述指定泊车功能任务点，通过所述车辆的实时感知数据与所述先验语义地图数据进行匹配，以获取所述车辆的初始位置数据；

所述泊车位置数据的获取方式包括：判断所述车辆已停泊，从存储器中读取上一次泊车后存储的所述车辆的位置数据。

8.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元能够执行权利要求1～7任一项所述方法的步骤。

9.一种存储介质，其特征在于，其存储有可由访问认证设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在访问认证设备上运行时，使得所述访问认证设备能够执行权利要求1～7任一项所述方法的步骤。