[发明专利]一种基于路面特征的车辆定位方法及在视觉定位中应用

权利要求书

1.一种基于路面特征的车辆定位方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

A）、设备准备：

在车辆底盘上安装面向地面拍摄的高速相机，确保其能采集高质量的路面图像信息；

B）、路面图像连续输入：

将采集的所有连续路面图像信息作为图像特征识别和匹配算法的输入；

C）、通过机器视觉算法计算车辆位移：

在输入的图像上确定特征像素点，通过机器视觉算法对道路图像的特征像素集合进行特征识别和匹配，计算出特性像素点在图像尺度下的位移；再由图像尺度到实际尺度的标定转化关系得出像素点的实际位置，由相对运动原理得出车辆的实际位移，进而得到车辆在采集到的连续两张图像这一短时间段之内的位置变化；

D）、完成。

2.根据权利要求1所述的一种基于路面特征的车辆定位方法，其特征在于：所述的步骤B）中，图像连续输入时，采集到的连续两帧图像有20%～50%的重叠度，即需要两张图像中有一定比例的像素点表征的是相同的路面，以便进行两帧图像的特征匹配。

3.根据权利要求1所述的一种基于路面特征的车辆定位方法，其特征在于：所述的步骤C）中，机器视觉算法采用OpenCV库中的ORB算法，对道路图像的特征像素集合进行特征识别和匹配的依据是图像上的特征像素具有不同的灰度梯度和特征角点。

4.根据权利要求3所述的一种基于路面特征的车辆定位方法，其特征在于：所述的ORB算法对图像的处理具备旋转不变性、尺度不变性的突出特点，适合对道路图像的特征像素集合进行特征识别和匹配。

5.一种基于路面特征的车辆定位方法在视觉定位中应用，其特征在于：预先标定出高速相机的像素距离和实际距离的转化关系，并对高速相机安装测距传感器，通过测量高速相机与路面之间的实际距离来修正标定过的像素距离和实际距离的转化关系；采用惯性测量单元IMU的测量数据作为对实际道路存在连续的起伏、阶跃式的凸凹变化情况的修正；对于连续的起伏路面，将IMU数据的俯仰角和翻滚角作为图像算法得出的位移矢量的修正量；对于阶跃式凹凸变化路面，采用IMU三轴加速度中的垂直于地面的加速度分量来识别；在经过连续的起伏、阶跃式的凸凹变化路况路面的时间内完全依靠IMU进行车辆位置估计，具有更少的中间待标定参数以及没有积分环节带来的原始误差被放大的问题。