[发明专利]引入全景地图的智能车辆融合定位系统及方法

说明书

本发明请求保护一种引入全景地图的智能车辆融合定位系统及方法，涉及智能车辆定位技术领域。包括数据采集模块、道路筛选模块、图像匹配模块和融合定位模块。数据采集模块通过车载卫星定位设备、惯性导航设备和摄像机分别采集当前时刻车辆的卫星定位数据、惯性导航定位数据和环境图像；道路筛选模块结合智能车辆状态估计(在系统初始化时为卫星定位数据)和ADAS地图筛选、识别出智能车辆当前时刻所在道路；图像匹配模块将数据采集模块获得的实时环境图像与当前时刻所在道路的全景地图图像进行匹配，得到智能车辆位置的图像定位结果；融合定位模块将卫星定位数据、惯性导航定位数据和图像定位结果进行融合滤波，获得智能车辆的精确定位结果。

技术领域

本发明涉及计算机和自动化技术，特别是智能车辆定位技术领域。

背景技术

智能车辆的准确定位是智能车辆辅助驾驶/自动驾驶研究中的重要问题。

中国专利申请：车辆GPS与电子地图动态定位方法及车辆智能管理系统(申请号：201210210213.8)公开了一种车辆GPS与电子地图动态定位方法，该方法仅采用GPS单一传感器，没有采用融合定位方法。中国专利申请：车辆定位的实现方法(申请号：200910302287.2)公开了一种将GPS和DR相结合，与电子地图匹配定位的方法，该方法没有引入惯性导航及全景地图图像匹配。中国专利申请：一种基于路面图像特征匹配的车辆定位方法(申请号：201310406668.1)公开了一种对连续两帧路面图像进行特征匹配定位的方法，该方法要求路面有足够多的特征点(路标)，并且没有考虑帧帧匹配会带来累计误差的问题，也没有与其他传感器进行融合。中国专利申请：一种基于车载全景影像与街景地图匹配的视觉定位方法(申请号：201510094595.6)本发明公开了一种采用车载全景实时环境图像与街景地图匹配的定位方法，该方法仅适用于GPS失效的时候作为替补，没有考虑将两者进行融合以提高精度。

本发明针对目前的智能车辆定位系统中，使用单一传感器时定位精度及可靠性不高的问题，提出一种引入全景地图的智能车辆融合定位系统及方法，首先将智能车辆车载摄像机采集的实时环境图像与全景地图进行匹配得到图像定位结果，再将图像定位结果与卫星定位结果、惯性导航定位结果通过联邦滤波器进行融合滤波来提高智能车辆定位精度及可靠性。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题，提出了一种提高定位精度及可靠性的方法。本发明的技术方案如下：

一种引入全景地图的智能车辆融合定位系统，其包括数据采集模块、道路筛选模块、图像匹配模块和融合定位模块，其中：

所述数据采集模块，通过车载卫星定位设备、惯性导航设备和摄像机分别采集智能车辆当前时刻的卫星定位数据、惯性导航定位数据和环境图像；

所述道路筛选模块用于结合智能车辆状态估计(在系统初始化时为卫星定位数据)和ADAS(Advanced Driver Assistance Systems,高级驾驶员辅助系统)地图，筛选并识别出智能车辆当前时刻所在道路；

所述图像匹配模块用于将智能车辆数据采集系统的车载摄像机获得的当前环境图像与当前时刻所在道路的全景地图图像进行匹配，获得图像定位结果；

所述融合定位模块以惯性导航系统为参考系统，惯性导航/卫星定位和惯性导航/摄像机为两个子系统，用卫星定位数据、惯性导航定位数据和图像定位结果构造联邦滤波器进行融合滤波，得到智能车辆的精确定位结果。

进一步的，一种基于所述系统的引入全景地图的智能车辆融合定位方法，其包括以下步骤：

(1)数据采集：数据采集模块在智能车辆行驶的过程中，实时采集当前时刻k的卫星定位数据、惯性导航定位数据以及环境图像；