[发明专利]一种基于QR码和惯性导航融合的车辆定位方法

说明书

本发明公开了一种基于QR码和惯性导航融合的车辆定位方法，该方法以二维码中最易于识别的QR码作为定位参考，加上相机的标定参数，得到待定位点与参考点之间的距离，再通过同时识别到的两个或两个以上的QR码，定位车辆所在的位置。QR码中包含地理位置、朝向、QR码物理宽度和高度信息，相机参数包括焦距和高度。当通过QR码定位失败时，用惯性导航系统进行短暂地过渡定位，有效地克服惯性导航系统的累积误差问题，完成车辆的连续精准定位。本发明通过低成本的QR码识别技术和成熟的惯性导航系统相结合，实现了连续地精准定位，可广泛地应用于停车场、各类园区以及GPS信号覆盖不好的室内、地下等多种场景。

技术领域

本发明属于导航定位技术领域，尤其涉及一种基于QR码和惯性导航融合的车辆定位方法。

背景技术

定位技术，简单来说就是利用信息化手段告诉用户某一物体的位置信息。目前已有的定位技术多达几十种，而每种定位技术都有自己的优缺点和适合的应用场景，没有绝对的胜负之分。

最专业的定位系统当属卫星定位系统，比如中国的北斗系统、美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO等。卫星定位系统覆盖广，技术成熟，是现阶段应用最广的定位技术之一，但卫星定位的民用精度约为10米，无法满足自动驾驶等高精度要求的业务，而且卫星信号覆盖有盲点，比如室内等场景多数情况下无法使用。为了弥补卫星定位的不足，无线定位技术被广泛应用于室内等场景，目前已经发展出了非常多的种类，基于蜂窝网络基站的、Wi-Fi信号的、蓝牙信号的、UWB的、等等。其中，UWB定位是利用超宽带技术的一种精度较高的定位技术，可应用于室内静止或者移动的物体和人的定位，能提供厘米级的定位精度，但UWB技术目前部署成本较高，且容易被墙壁等障碍物遮挡造成定位不准。惯性导航系统可以不依赖外部条件独立运行，但它会累积误差，不适合长时间的定位。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于QR码和惯性导航融合的车辆定位方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于QR码和惯性导航融合的车辆定位方法，该方法通过车载部分和路侧部分实现；其中，车载部分包括相机、计算单元和惯性导航系统，路侧部分由分布在道路两侧的多个QR码组成；包括以下步骤：

1）相机拍照产生一张图像，发送到计算单元中识别QR码；

2）计算单元利用深度神经网络定位图像中QR码的候选区域，判断候选区域个数：

2.1）如果候选区域小于两个，则跳到步骤3）；

2.2）如果候选区域大于等于两个，在所有候选区域中，识别QR码的内容并计算像素宽度，加入已识别列表，判断QR码个数：

2.2.1）如果已识别列表中的QR码个数n＜2，则跳到步骤3）；

2.2.2）如果已识别列表中的QR码个数n≥2，依次读取QR_i码的内容，QR_i码表示已识别列表中第i个QR码，i=1~n；计算相机到QR_i码中心在水平面上的距离r_i，直至遍历已识别列表中的QR码；再次判断QR码个数：

2.2.2.1）如果已识别列表中的QR码个数n=2，计算以QR₁码中心为圆心r₁为半径的圆和以QR₂码中心为圆心r₂为半径的圆的交点；判断交点的个数：

如果有两个交点A和B，计算A指向B的朝向角减去两QR码中任一的朝向角的角度差；如果角度差在(-90°,90°)时，则B点为待定位点；如果角度差在(90°,270°)时，则A点为待定位点；跳到步骤4）；

如果只有一个交点，该交点就是待定位点，跳到步骤4）；

如果没有交点，则跳到步骤3）；