利用交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)反推汽車自身位置的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車載導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)反推汽車自身位置的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車載導(dǎo)航是使用者在車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)上任意標(biāo)注兩點后，導(dǎo)航系統(tǒng)便會自動根據(jù)當(dāng)前的位置，為車主設(shè)計最佳路線。
[0003]但現(xiàn)有的導(dǎo)航系統(tǒng)中汽車位置的定位是用GPS，其精度只能滿足定位在道路上，系統(tǒng)提供路線引導(dǎo)只能做到路口方向的指示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種能夠確認(rèn)汽車在駕駛地圖中的準(zhǔn)確位置，精準(zhǔn)提供車道級引導(dǎo)，使得輔助駕駛?cè)藛T能夠更安全、更可靠地駕駛汽車的利用交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)反推汽車自身位置的系統(tǒng)及方法。
[0005]—種利用交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)反推汽車自身位置的系統(tǒng)，其包括如下單元:
[0006]信息獲取單元，用于獲取汽車自身行駛信息、交通標(biāo)示牌信息；并根據(jù)汽車自身行駛信息、交通標(biāo)示牌信息獲得汽車推算位置信息；
[0007]匹配單元，用于在高精度駕駛地圖中匹配雙目相機所檢測到的交通標(biāo)示牌；
[0008]坐標(biāo)確定單元，用于獲取匹配的交通標(biāo)示牌的經(jīng)瑋度坐標(biāo)信息；
[0009]汽車位置定位單元，用于根據(jù)交通標(biāo)示牌的經(jīng)瑋度坐標(biāo)信息、汽車車標(biāo)與匹配的交通標(biāo)示牌之間的角度信息、汽車推算位置信息來獲得汽車的位置，并將汽車的位置投影到行駛車道的中心線上；
[0010]車道線匹配單元，用于通過汽車與行駛車道的兩側(cè)的距離信息對汽車的位置進行橫向補正；并根據(jù)補正后的汽車的位置進行車道線匹配。
[0011]—種利用交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)反推汽車自身位置的方法，其包括如下步驟:
[0012]S1、獲取汽車自身行駛信息、交通標(biāo)示牌信息；并根據(jù)汽車自身行駛信息、交通標(biāo)示牌信息獲得汽車推算位置信息；
[0013]S2、在高精度駕駛地圖中匹配雙目相機所檢測到的交通標(biāo)示牌；
[0014]S3、獲取匹配的交通標(biāo)示牌的經(jīng)瑋度坐標(biāo)信息；
[0015]S4、根據(jù)交通標(biāo)示牌的經(jīng)瑋度坐標(biāo)信息、汽車車標(biāo)與匹配的交通標(biāo)示牌之間的角度信息、汽車推算位置信息來獲得汽車的位置，并將汽車的位置投影到行駛車道的中心線上;
[0016]S5、通過汽車與行駛車道的兩側(cè)的距離信息對汽車的位置進行橫向補正；并根據(jù)補正后的汽車的位置進行車道線匹配。
[0017]本發(fā)明提供的利用交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)反推汽車自身位置的系統(tǒng)及方法，利用雙目相機雙目測距的方法，測量交通標(biāo)示牌與自身汽車在真實環(huán)境中的實際橫向、縱向的距離，在高精度駕駛地圖中通過已知交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)計算出汽車位置，并準(zhǔn)確定位在車道上，為高精度駕駛使用新的引導(dǎo)方式提供必要條件。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例的利用交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)反推汽車自身位置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2為匹配交通標(biāo)示牌的第一示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實施例的利用交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)反推汽車自身位置的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，一種利用交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)反推汽車自身位置的系統(tǒng)，其包括如下單元:
[0022]信息獲取單元10，用于獲取汽車自身行駛信息、交通標(biāo)示牌信息；并根據(jù)汽車自身行駛信息、交通標(biāo)示牌信息獲得汽車推算位置信息；
[0023]匹配單元20，用于在高精度駕駛地圖中匹配雙目相機所檢測到的交通標(biāo)示牌；
[0024]坐標(biāo)確定單元30，用于獲取匹配的交通標(biāo)示牌的經(jīng)瑋度坐標(biāo)信息；
[0025]汽車位置定位單元，用于根據(jù)交通標(biāo)示牌的經(jīng)瑋度坐標(biāo)信息、汽車車標(biāo)與匹配的交通標(biāo)示牌之間的角度信息、汽車推算位置信息來獲得汽車的位置，并將汽車的位置投影到行駛車道的中心線上；
[0026]車道線匹配單元40，用于通過汽車與行駛車道的兩側(cè)的距離信息對汽車的位置進行橫向補正；并根據(jù)補正后的汽車的位置進行車道線匹配。
[0027]可選地，所述信息獲取單元10中根據(jù)汽車自身行駛信息、交通標(biāo)示牌信息獲得汽車推算位置信息包括:
[0028]通過CAN總線采集單位時間內(nèi)的汽車的瞬間車速，并計算出瞬間行駛距離，然后不斷地累加瞬間行駛距離，并判斷累加的瞬間行駛距離是否大于預(yù)設(shè)瞬間行駛距離閾值，輸出大于預(yù)設(shè)瞬間行駛距離閾值的累加的瞬間行駛距離。單位時間可選為10ms。預(yù)設(shè)瞬間行駛距離閾值可選為0.2m。
[0029]不斷地接收汽車上雙目相機輸出的相機與行駛車道的左側(cè)距離值LD、相機與行駛車道的右側(cè)距離值RD，并判斷LD、RD是否有效，如果LD、RD有效則通過高精度駕駛地圖數(shù)據(jù)校正LD、RD，并通過校正后的LD、RD結(jié)合累加的瞬間行駛距離，計算出汽車推算位置；如果LD、RD無效，則輸出GPS角度值，并結(jié)合累加的瞬間行駛距離，計算出汽車推算位置。通過累加的瞬間行駛距離以及汽車的初始位置，可以獲得汽車推算位置。汽車推算位置是未經(jīng)交通標(biāo)示牌校正的位置。
[0030]使用高精度駕駛地圖數(shù)據(jù)校正LD、RD時，當(dāng)LD大于車道寬度時，認(rèn)為雙目相機輸出的RD有效性高，因此LD的值需進行校正，校正的方式為用車道寬度減去RD的值。
[0031]當(dāng)RD大于車道寬度時，認(rèn)為雙目相機輸出的LD有效性高，因此RD的值需進行校正，校正的方式為用車道寬度減去LD的值。
[0032]可選地，所述匹配單元20包括:
[0033]接收雙目相機獲取的交通標(biāo)示牌的類型信息、交通標(biāo)示牌的方位信息、汽車與交通標(biāo)示牌之間的角度值信息、汽車與交通標(biāo)示牌的距離信息、汽車與交通標(biāo)示牌的橫向距離信息，遍歷高精度駕駛地圖并判斷以下匹配條件是否均已滿足。
[0034]雙目相機檢測的交通標(biāo)示牌與高精度駕駛地圖的交通標(biāo)示牌的類型是否一致。如圖2所示，可以過濾掉圖2中的(4)、(5)號。
[0035]雙目相機檢測的交通標(biāo)示牌與高精度駕駛地圖的交通標(biāo)示牌的交通標(biāo)示牌的方位是否一致。方位一致性包括交通標(biāo)示牌位于道路的左邊、右邊。如圖2所示，可以過濾掉圖2中的(6)號。
[0036]汽車推算位置與高精度駕駛地圖中搜索的交通標(biāo)示牌角度值的角度差值是否小于預(yù)設(shè)角度差值。預(yù)設(shè)角度差值可選為30度。如圖2所示，可以過濾掉圖2中的(7)號。
[0037]汽車推算位置與高精度駕駛地圖中交通標(biāo)示牌的的距離是否小于預(yù)設(shè)縱向距離差值。預(yù)設(shè)縱向距離差值可選為50m。如圖2所示，可以過濾掉圖2中的(3)號。
[0038]汽車推算位置與高精度駕駛地圖中交通標(biāo)示牌的橫向距離是否小于預(yù)設(shè)橫向距離差值。預(yù)設(shè)橫向距離差值可選為雙目相機獲取的汽車與交通標(biāo)示牌橫向距離Y值±2m，±2m為雙目相機的測量精度值。如圖2所示，可以過濾掉圖2中的⑴號。
[0039]找出高精度地圖中滿足匹配條件的交通標(biāo)示牌作為匹配的交通標(biāo)示牌。
[0040]可選地，所述汽車位置定位單元中根據(jù)交通標(biāo)示牌的經(jīng)瑋度坐標(biāo)信息、汽車車標(biāo)與匹配的交通標(biāo)示牌之間的角度信息、汽車推算位置信息來獲得汽車的位置包括:
[0041]據(jù)交通標(biāo)示牌的經(jīng)瑋度坐標(biāo)信息、汽車與交通標(biāo)示牌的角度、汽車與交通標(biāo)識牌的距離信息，獲取汽車的推算坐標(biāo)；
[0042]將汽車的推算坐標(biāo)投影到當(dāng)前的車道線。
[0043]可選地，所述車道線匹配單元40中根據(jù)補正后的汽車的位置進行車道線匹配包括:
[0044]判斷當(dāng)前匹配是否為第一次匹配車道線；
[0045]在當(dāng)前匹配為第一次匹配車道線時:通過汽車的位置，在高精度駕駛地圖數(shù)據(jù)中檢索相應(yīng)的車道區(qū)間，并計算最近的車道線，保存車道信息的邏輯位置，邏輯信息包括當(dāng)前車道、左車道、右車道；
[0046]在當(dāng)前匹配不是第一次匹配車道線時:判斷雙目相機輸出的LD、RD是否有效:如果有效，通過LD、RD的跳變判斷變道事件；如果無效，通過推算點的位置判斷變道事件；重新計算并保存車道信息的邏輯位置，邏輯信息包括當(dāng)前車道、左車道、右車道。
[0047]1、通過LD、RD的跳變判斷:
[0048]條件1:當(dāng)前LD與上一幀LD的差值〈車道寬度/2 ;
[0049]條件2:當(dāng)前RD與上一幀RD的差值 < 車道寬度/2 ；
[0050]無變道事件:條件I與條件2同時滿足；
[0051]有變道事件:條件I與條件2滿足之一就成立；
[0052]2、推算點的位置判斷變道事件:
[0053]把推算點投影到當(dāng)前車線，并計算距離；
[0054]無變道事件:距離 < 車道寬度；
[0055]有變道事件:距離 > 車道寬度。
[0056]輸出當(dāng)前車道、左車道、右車道信息。
[0057]如圖3所示，一種利用交通標(biāo)示牌的坐標(biāo)反推汽車自身位置的方法，其包括如下步驟:
[0058]S1、獲取汽車自身行駛信息、交通標(biāo)示牌信息；并根據(jù)汽車自身行駛信息、交通標(biāo)示牌信息獲得汽車推算位置信息；
[0059]S2、在高精度駕駛地圖中匹配雙目相機所檢測到的交通標(biāo)示牌；
[0060]S3、獲取匹配的交通標(biāo)示牌的經(jīng)瑋度坐標(biāo)信息；
[0061]S4、根據(jù)交通標(biāo)示牌的經(jīng)瑋度坐標(biāo)信息、汽車車標(biāo)與匹配的交通標(biāo)示牌之間的角度信息、汽車推算位置信息來獲得汽車的位置，并將汽車的位置投影到行駛車道的中心線上;
[0062]S5、通過汽車與行駛車道的兩側(cè)的距離信息對汽車的位置進行橫向補正；并根據(jù)補正后的汽車的位置進行車道線匹配。
[0063]可選地，所述步驟SI中根據(jù)汽車自身行駛信息、交通標(biāo)示牌信息獲得汽車推算位置信息包括:
[0064]通過CAN總線采集單位時間內(nèi)的汽車的瞬間車速，并計算出瞬間行駛距離，然后不斷地累加瞬間行駛距離，并判斷累加的瞬間行駛距離是否大于預(yù)設(shè)瞬間行駛距離閾值，輸出大于預(yù)設(shè)瞬間行駛距離閾值的累加的瞬間行駛距離；
[0065]不斷地接收汽車上雙目相機輸出的相機與行駛車道的左側(cè)距離值LD、相機與行駛車道的右側(cè)距離值RD，并判斷LD、RD是否有效，如果LD、RD有效則通過高精度駕駛地圖數(shù)據(jù)校正LD、RD，并通過校正后的LD、RD結(jié)合累加的瞬間行駛距離，計算出汽車推算位置；如果LD、RD無效，則輸出GPS角度值，并結(jié)合累加的瞬間行駛距離，計算出汽車推算位置。
[0066]可選地，所述步驟S2包括:
[0067]接收雙目相機獲取的交通標(biāo)示牌的類型信息、交通標(biāo)示牌的方位信息、汽車與交通標(biāo)示牌之間的角度值信息、汽車與交通標(biāo)示牌的距離信息、汽車與交通標(biāo)示牌的橫向距離信息，遍歷高精度駕駛