基于图像的车辆测位系统及方法技术方案

本发明专利技术提供用于确定车辆定位和姿态的方法及系统。车辆测位系统可以确定车辆的估计定位和姿态。所述系统可以基于所述估计定位和姿态检索三维的地图数据。所述系统可以从车载摄像头获取摄像头图像。所述系统可以基于所述估计定位和姿态，将所述三维的地图数据投影在所述摄像头图像上。所述系统可以比较投影的三维的地图数据与所述摄像头图像。之后，所述系统可以基于所述比较确定所述车辆定位和姿态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于图像的车辆测位系统及方法相关专利申请的交叉引用本申请要求2015年12月15日提交的美国专利申请14/970,251号的优先权，该专利申请的公开内容整体以引用方式并入本文。
技术介绍
车辆导航系统通常利用基于卫星的定位系统确定车辆定位。当没有卫星信号或卫星信号较弱时，此类系统的定位具有众所周知的缺点。已经提出将基于图像的测位作为另一种确定车辆定位的方法。之前基于图像的车辆测位技术已经使用逆透视映射(IPM)将车载摄像头的摄像头图像转换为俯视图像或鸟瞰图像。之后，可以将俯视图像与已知的车道标记相比较，以确定车辆定位。由于IPM依赖已知或假定的特征，基于IPM的测位技术可能存在一些缺点。例如，IPM技术假定道路是平坦的，并且假定摄像头的俯仰和平移是已知的。这些假定在现实世界驾驶条件中可能并不成立。此外，IPM图像只能与平面特征(如车道标记)相比较，而车道标记并不总是有或足够多。
技术实现思路
根据一个方案，本公开提供一种确定车辆定位和姿态的方法。所述方法可以包括确定车辆的估计定位和姿态。所述方法可以进一步包括基于所述估计定位和姿态检索三维的地图数据。所述方法还可以包括从车载摄像头获取摄像头图像。所述方法还可以包括基于所述估计定位和姿态，将所述三维的地图数据投影在所述摄像头图像上。所述方法还可以包括比较投影的所述三维的地图数据与所述摄像头图像。所述方法还可以包括基于所述比较确定所述车辆定位和姿态。在另一方案中，本公开提供一种确定车辆定位和姿态的系统。所述系统可以包括全球定位系统接收器，其构造为确定车辆的估计定位和姿态。所述系统还可以包括地图数据库，其构造为基于所述估计定位和姿态提供三维的地图数据。所述系统还可以包括车载摄像头，其构造为获取摄像头图像。所述系统还可以包括处理器，其通信地联接至存储器。所述处理器可以构造为基于所述估计定位和姿态，将所述三维的地图数据投影在所述摄像头图像上。所述处理器还可以构造为比较投影的所述三维的地图数据与所述摄像头图像。所述处理器还可以构造为基于所述比较确定所述车辆定位和姿态。在另一方案中，本公开提供一种非暂时性的计算机可读介质，其储存用于确定车辆定位和姿态的计算机可执行代码。所述计算机可读介质可以包括：用于确定估计定位和姿态的代码；用于基于所述估计定位和姿态检索三维的地图数据的代码；用于从车载摄像头获取摄像头图像的代码；用于基于所述估计定位和姿态将所述三维的地图数据投影在所述摄像头图像上的代码；用于比较投影的所述三维的地图数据与所述摄像头图像的代码；以及用于基于所述比较确定车辆定位和姿态的代码。附图说明被认为是本公开特征的新颖特征在所附权利要求书中列出。在以下描述中，类似部件在整个说明书和附图中分别用相同编号标记。附图不一定按比例绘制，并且清楚和简洁起见，某些附图可能以放大或概略的形式示出。但是，当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述的本公开的说明性方案，可以最好地理解本公开本身及其优选使用方式、进一步的目的和优点，在附图中：图1示出测位系统的示例性操作环境的示意图；图2示出测位系统的示例性实施例可以使用的示例性方法的流程图；图3示出用于将三维的地图数据投影在摄像头图像上的示例性方法的流程图；图4示出用于比较投影的三维的地图数据与摄像头图像的示例性方法的流程图；图5示出地图坐标系中的三维的地图数据的实例；图6示出车辆坐标系中的三维的地图数据的实例；图7示出摄像头坐标系中的三维的地图数据的实例；图8示出与图5-7所示的地图数据相对应的摄像头图像的实例；图9示出将地图数据投影在摄像头图像上的实例；图10示出遮盖了的摄像头图像和延长的地图数据的实例；图11示出地图数据在摄像头图像上的不同投影的另一实例；图12示出基于朝向匹配边缘的实例；图13示出用于根据本公开各方案的各种硬件构件及其它特征的示例性系统图；以及图14示出根据本公开各方案的各种示例性系统构件的框图。具体实施方式以下包括本文中使用的选定术语的定义。定义包括术语范围内并且能够用于实施的构件的各种实例和/或形式。实例并非限定性的。本文所使用的术语“定位”可以表示物体在空间内的位置。定位可以用坐标系表示。例如，定位可以用经纬度表示。在另一方案中，定位可以包括高度。本文所使用的术语“姿态”可以表示物体在空间内的朝向。例如，姿态可以包括物体的俯仰、平移及滚转。术语“测位”可以表示确定物体的定位和/或姿态。在本文中，“处理器”处理信号并执行一般的计算和算术功能。由处理器处理的信号可以包括数字信号、数据信号、计算机指令、处理器指令、消息、比特、比特流或其它能够接收、发送和/或检测的计算。在本文中，“总线”表示可操作地连接以在单个或多个系统中的计算机构件之间传送数据的互连的架构。总线可以是存储器总线、存储器控制器、外围总线、外部总线、纵横开关、和/或局部总线，等等。总线也可以是利用诸如控制器局域网(CAN)、局域互连网(LIN)等协议将车辆内部的构件相互连接的车辆总线。在本文中，“存储器”可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器。非易失性存储器可以包括，例如，ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)及EEPROM(电可擦除PROM)。易失性存储器可以包括，例如，RAM(随机存取存储器)、同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDRSDRAM)及直接RAM总线RAM(DRRAM)。在本文中，“可操作的连接”可以包括使实体可以“可操作地连接”的连接，在这种连接中可以收发信号、物理通信和/或逻辑通信。可操作连接可以包括物理接口、数据接口和/或电接口。在本文中，“车辆”是指能够承载一个或多个乘客，并由任意形式的能量提供动力的任意的运动车辆。术语“车辆”包括但不限于：汽车、卡车、厢式货车、小货车、SUV、摩托车、踏板摩托车、船、私人船艇及飞行器。在一些情况下，机动车包括一个或多个引擎。现在参见附图，为了说明性目的，图中示出本公开的一个或多个示例性方案，但其目的并非在于限定本公开。图1示出根据本公开一个方案的测位系统110及示例性方法的示例性操作环境100。例如，测位系统110可以设置在车辆102中。对于各种实施方式，测位系统110的构件以及本文讨论的其它系统、硬件架构和软件架构的构件可以组合、省略或组成不同的架构。然而，本文讨论的本公开的示例性方案关注如图1所示的环境100连同相应的系统构件和相关的方法。如图1所示，车辆102主要包括电子控制单元(ECU)112，其可操作地控制多个车辆系统。除了包括车辆HVAC系统、车辆音响系统、车辆视频系统、车辆资讯娱乐系统、车辆电话系统等之外外，车辆系统可以包括但不限于测位系统110。如下文中进一步详细所述，车辆测位系统110可以包括车辆GPS接收器114，其也可以连接至ECU112以提供车辆102的估计定位和姿态。在替代方案中，测位系统110包括自身的与GPS接收器114、测距传感器116、摄像头118及地图数据库120通信以测位车辆102(例如确定其定位和姿态)的处理器122和存储器124。ECU112可以包括内部处理存储器、接口电路以及用于传送数据、发送指令并与车辆系统通信的总线。一般地，ECU本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定车辆定位和姿态的方法，包括：确定估计定位和姿态；基于所述估计定位和姿态检索三维的地图数据；从车载摄像头获取摄像头图像；基于所述估计定位和姿态，将所述三维的地图数据投影在所述摄像头图像上；比较投影的三维的地图数据与所述摄像头图像；以及基于所述比较确定所述车辆定位和姿态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 US 14/970,2511.一种用于确定车辆定位和姿态的方法，包括：确定估计定位和姿态；基于所述估计定位和姿态检索三维的地图数据；从车载摄像头获取摄像头图像；基于所述估计定位和姿态，将所述三维的地图数据投影在所述摄像头图像上；比较投影的三维的地图数据与所述摄像头图像；以及基于所述比较确定所述车辆定位和姿态。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述三维的地图数据投影在所述摄像头图像上包括：将所述三维的地图数据从地图坐标系转换至车辆坐标系；将所述地图数据从所述车辆坐标系转换至摄像头坐标系；以及将所述摄像头坐标系的三维的地图数据投影在所述摄像头图像上。3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于摄像头校准将所述地图数据从所述车辆坐标系转换至摄像头坐标系。4.根据权利要求1所述的方法，其中，比较所述投影的三维的地图数据与所述摄像头图像包括：匹配所述摄像头图像的边缘与所述投影的三维的地图数据的边缘。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述匹配边缘包括：在所述摄像头图像上进行边缘检测，以确定所述摄像头图像的一组边缘；以及确定所述摄像头图像的所述一组边缘中的每个边缘与所述投影的地图数据的边缘之间的最短距离。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述摄像头图像的边缘的朝向在所述投影的地图数据的边缘的阈值角度内。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：针对所述车辆的估计定位和姿态生成多个质点，其中，比较所述投影的三维的地图数据与所述摄像头图像包括：确定每个质点的匹配度量；以及选择具有最佳匹配度量的质点。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述匹配度量为倒角距离度量。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：向所述三维的地图数据或所述摄像头图像中的一者或两者施加遮盖，所述遮盖减少用于所述比较的边缘的数量。10.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述三维的地图数据投影在所述摄像头图像上包括：确定在所述投影的地图数据中的线的梯度；将所述梯度沿所述线分配至任意像素；以及利用所述梯度将所述线延长至所述摄像头图像的边缘。11.一种用于确定车辆定位和姿态的系统，包括：全球定位系统接收器，其构造为确定车辆的估计定位和姿态；地图数据库，其构造为基于所述估计定位和姿态提供三维的地图数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·海斯勒，A·塔利米，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP