[发明专利]一种地下停车场的汽车高精度建图与定位方法

说明书

本发明公开了一种地下停车场的汽车高精度建图与定位方法，先建图后定位，首先基于无线信号与机器视觉，构建包含导航层、特征层、结构层三个层级的地下停车场三维地图，之后基于地下停车场三维地图，通过构建数学模型和各类匹配算法使车辆当前场景与三维地图的特征匹配，实现车辆在卫星定位信号薄弱或丢失的完全封闭区域内，尤其是大型地下停车场的高精度定位。本发明的技术方案深度融合无线信号和视觉特征，不需建立信号基站，不需依附其他运营商提供的地图，仅通过汽车自带的单目摄像头以及无线信号接收机即可完成地下停车场的高精度定位，兼具经济型与精确性，操作简单，便于推广。

技术领域

本发明属于智慧停车领域，尤其涉及一种地下停车场的汽车高精度建图与定位方法。

背景技术

目前，在开放交通场景下的智慧停车领域，汽车可在差分GPS/北斗结合惯导辅助下获得较好的定位效果。

然而在一些复杂交通场景下，如高架桥、密集的高大建筑群内、地下停车场等，较为封闭的场景导致GPS卫星丢失从而引起漂移误差。特别是在地下停车场内，完全封闭的区域导致GPS盲区，高精度惯导如NovAtel SPAN-IGM-S1在20秒内就会失效，因此该类封闭式场景的定位问题是高精度定位亟待解决的难题之一。

发明内容

基于以上所述的问题，本发明的目的在于提供一种地下停车场的汽车高精度定位与导航方法，不需依附其他运营商提供的地图，不需建立信号基站，实现车辆在卫星定位信号薄弱或丢失的完全封闭区域内，尤其是大型地下停车场的高精度定位。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种地下停车场的汽车高精度建图与定位方法，包括以下步骤：

步骤1、采集地下停车场的无线信号和场景特征，形成导航层、特征层、结构层，构建地下停车场的三维地图；

步骤2、基于步骤1构建的地下停车场的三维地图，利用汽车的无线信号接收装置和单目摄像头，通过建立BoW模型，将单目摄像头拍摄的车辆所在位置场景与构建的三维地图中的场景特征进行匹配，确定定位矩阵和向量的参数，从而确定汽车的精确定位。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

(1)本发明的技术方案通过利用视觉与无线信号完成定位，解决了地下停车场环境下无GPS/北斗信号的问题，对卫星信号薄弱或丢失的封闭空间场景具有普适性；

(2)本发明的技术方案在实现建图与定位的全过程中，保证定位精度的基础上充分考虑经济成本因素，建图过程使用双目视觉与无线信号，通过数学建模构建地下停车场的自带场景，不需建立信号基站；导航过程仅需要通过车内配备的单目摄像头采集当前位置场景特征，利用各类特征算法进行特征匹配，实现车辆在地下停车场的高精度定位过程。

(3)本发明的技术方案兼顾精确度与经济性，且所需设备简单，过程易操作。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的实施例中构建三维地图的步骤流程图。

图2为本发明的实施例中进行高精度定位的步骤流程图。

图3为本发明的实施例中构建的三维地图与实际地图的误差对比示意图。

图4为本发明的实施例中的高精度定位实际效果误差对比示意图。

具体实施方式

一种地下停车场的汽车高精度建图与定位方法，包括以下步骤：

步骤1、采集地下停车场的无线信号和场景特征，形成导航层、特征层、结构层，构建地下停车场的三维地图，具体为：

步骤1-1、在地下停车场布设N个数据采集点，并选取其中任意一数据采集点；