[发明专利]基于路沿荧光反射和双目相机的隧道定位系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于路沿荧光反射和双目相机的隧道定位系统，它包括GPS接收模块、地图系统、双目视觉图像定位系统和融合定位控制器，其中，GPS接收模块的信号输出端连接地图系统的GPS位置信号输入端，地图系统的地图数据输出端连接融合定位控制器的地图数据输入端，双目视觉图像定位系统的双目定位数据输出端连接融合定位控制器的双目定位数据输入端；本发明利用路沿荧光反射和双目立体视觉实时修正GPS的定位误差，使得本发明的定位系统可以在隧道等遮蔽环境下提供高精度的定位，为车辆在环境建模中提供精确的车辆位置信息。

技术领域

本发明涉及汽车自动驾驶技术领域，具体涉及一种基于路沿荧光反射和双目相机的隧道定位系统及方法。

背景技术

在自动驾驶汽车行驶过程中，车辆定位是车辆规划控制的重要输入，需要分米级甚至更高的定位精度。在隧道等存在遮挡环境中，差分GPS定位也会受到很大影响，无法完成定位。为了满足该需求，有采用GPS+码盘、射频+车姿等方法，但这种方法精度较低不能定位到车辆车道；有采用相机和车姿状态传感器辅助方法，但由于受光照强度的影响识别误差较大，车辆定位车道并不稳定；有采用高精度惯导或激光雷达辅助的方法，但这方法受成本限制，不易量产推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于路沿荧光反射和双目相机的隧道定位系统及方法，该系统利用路沿荧光反射和双目立体视觉实时修正定位误差，使其可适用于隧道等遮蔽环境下的自动驾驶。

为解决上述技术问题，本发明公开的一种基于路沿荧光反射和双目相机的隧道定位系统，其特征在于：它包括GPS(全球卫星定位系统)接收模块、地图系统、双目视觉图像定位系统和融合定位控制器，其中，GPS接收模块的信号输出端连接地图系统的GPS位置信号输入端，地图系统的地图数据输出端连接融合定位控制器的地图数据输入端，双目视觉图像定位系统的双目定位数据输出端连接融合定位控制器的双目定位数据输入端；

GPS接收模块用于通过全球卫星定位系统对行驶中车辆进行初步定位，并将车辆的初步定位数据传输给地图系统；

所述地图系统通过GPS定位车辆位置，并将初步定位车辆位置信息与地图系统中的当前道路信息匹配，并根据该匹配的结果将对应的隧道道路属性信息、隧道环境中路沿反射面的路沿点序列坐标数据、隧道道路特征元素数据输出至融合定位控制器；

所述双目视觉图像定位系统用于通过图形识别技术对隧道道路属性信息、隧道环境中的路沿反射面和隧道道路特征元素进行识别并将结果信息输入至融合定位控制器，该识别结果为隧道中车道线和路沿的位置、隧道道路曲率和隧道道路特征元素(如洞口、照明灯、指示牌、通风口、辅助通道口和井口)的位置信息；

所述融合定位控制器用于根据地图系统提供的将隧道道路属性信息、路沿反射面的路沿点序列坐标数据、隧道道路特征元素数据以及双目视觉图像定位系统提供的图形识别结果信息，通过SLAM(即时定位与地图构建，simultaneous localization and mapping)技术进行即时定位匹配(实现对隧道双目定位数据与车辆隧道地图定位数据的融合)，形成隧道路沿立体模型，并将隧道路沿立体模型结合车身结构数据和双目相机安装位置数据反算出车辆精确行驶位置。

一种利用上述系统的隧道定位方法，它包括如下步骤：

步骤1：GPS接收模块通过全球卫星定位系统对行驶中车辆进行初步定位，并将车辆的初步定位数据传输给地图系统；

步骤2：所述地图系统通过GPS定位车辆位置，并将初步定位车辆位置信息与地图系统中的当前道路信息匹配，并根据该匹配的结果将对应的隧道道路属性信息、隧道环境中路沿反射面的路沿点序列坐标数据、隧道道路特征元素数据输出至融合定位控制器；