物体定位方法、应用和车辆技术

本发明专利技术提供了一种物体定位方法、应用和车辆。所述物体定位方法包括下列步骤：在所述物体之外任取一固定点作为原点建立所述物体的直角坐标系XoY，其中，所述直角坐标系的X轴和Y轴所在的平面为水平面，在所述物体上任取一点作为参考点、并任取一方向作为参考方向，将所述参考点在所述直角坐标系上的x坐标、y坐标、所述参考方向与在所述平面中任取的一固定直线所围成的航向角θ、所述物体在单位时间内所走过的距离s、所述物体的转弯曲率c作为状态向量，其中，所述参考点在一时刻k上的x坐标xk、y坐标yk通过在上一时刻k‑1的x坐标xk‑1、y坐标yk‑1、航向角θk‑1、距离sk‑1、转弯曲率ck‑1来得到。

【技术实现步骤摘要】
物体定位方法、应用和车辆
本专利技术涉及定位领域，特别是基于扩展卡尔曼滤波的车辆低速局部定位算法，具体而言，涉及一种物体定位方法、其在泊车过程中的应用以及相应的车辆。
技术介绍
在定位领域中，例如CN106610294A公开了一种定位方法及装置。其中，该定位方法用于车辆室内定位，该定位方法包括：获取某时刻车辆的地理位置、行驶速度和角速度；基于该时刻车辆的地理位置、行驶速度和角速度进行航位推算，得到车辆在当前时刻的推算地理位置。可以使用卡尔曼滤波器来实现对推算地理位置的修正，以提高车辆的地理位置的准确性。具体地，基于卡尔曼滤波器的误差补偿对推算地理位置进行修正：建立状态方程，并建立量测方程。在量测方程修正推算地理位置时，将地图匹配定位得到的地图地理位置的经纬度和航向信息与航迹推算得到的推算地理位置的经纬度和航向信息作差，得到量测方程的观测值，基于该观测值对推算地理位置进行修正。该定位方法没有涉及到航向角或者说方向盘转角，而主要采用了位置和速度作为参量；另一方面没有涉及扩展卡尔曼滤波，即没有涉及将非线性系统转化为线性系统所需的雅克比矩阵。又如在辅助驾驶系统中，自动泊车技术是重要的组成部分。如CN103453913A公开了一种室内停车场精确的组合定位方法，由DR(DeadReckoning，航位推算)模块和室内停车场电子地图匹配模块构成，DR模块使用车载的传感器，包括加速计、里程计、陀螺仪，坡度检测仪等，进行车辆位置和状态的推断。其采用了两个卡尔曼滤波器，具体而言，将航位推算得到的估计位置和实时车辆速度、位置信息输入卡尔曼滤波器，再次得到车辆的估计位置输入到地图匹配器中进行匹配，在地图匹配器和卡尔曼滤波器之间的增益回路中循环定位过程，从而卡尔曼滤波器和地图匹配器构成了一个反馈回路。由此其卡尔曼滤波器的输入变量包括了地图匹配位置、车辆速度等变量，这是由于其定位导航的目的所决定的。此外，其没有涉及扩展卡尔曼滤波，即没有涉及将非线性系统转化为线性系统所需的雅克比矩阵。在自动泊车系统中，基于相对低成本的传感器(轮速传感器和方向盘转角传感器)的定位算法对于泊车功能的实现有着至关重要的作用，基于轮速传感器的定位方法受地面条件影响较大，在凹凸不平的地面定位效果会受到挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的在于优化物体定位效果，特别是利用扩展卡尔曼滤波算法对泊车过程中本车相对车位坐标系的局部位姿进行优化的状态估计方法来达到很好的定位效果。此外，本专利技术还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。本专利技术通过提供一种物体定位方法、其在泊车过程中的应用以及相应的车辆来解决上述问题，具体而言，根据本专利技术的一方面，提供了：一种物体定位方法，其中，所述物体定位方法包括下列步骤：在所述物体之外任取一固定点作为原点建立所述物体的直角坐标系XoY，其中，所述直角坐标系的X轴和Y轴所在的平面为水平面，在所述物体上任取一点作为参考点、并任取一方向作为参考方向，将所述参考点在所述直角坐标系上的x坐标、y坐标、所述参考方向与在所述平面中任取的一固定直线所围成的航向角θ、所述物体在单位时间内所走过的距离s、所述物体的转弯曲率c作为状态向量，其中，所述参考点在一时刻k上的x坐标xk、y坐标yk通过在上一时刻k-1的x坐标xk-1、y坐标yk-1、航向角θk-1、距离sk-1、转弯曲率ck-1来得到。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述状态向量通过扩展卡尔曼滤波来进行更新。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述物体为车辆。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述参考点为所述车辆的后轴中心。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述航向角θ为所述车辆的前进方向与所述直角坐标系的X轴所包夹的角。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述距离s通过所述车辆的轮速传感器算出。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述转弯曲率c通过所述车辆的方向盘转角传感器算出。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种根据本专利技术的物体定位方法在泊车过程中的应用。可选地，根据本专利技术的一种实施方式，所述原点为泊车位边界的一点。根据本专利技术的再一方面，本专利技术提供了一种车辆，其中，所述车辆具有用于执行根据本专利技术的物体定位方法的装置，并且/或者所述车辆通过根据本专利技术的应用进行泊车。所提供的物体定位方法、其在泊车过程中的应用以及相应的车辆的有益之处包括：优化了定位效果，特别是利用扩展卡尔曼滤波对全自动泊车场景下的车轮轮速里程计定位优化，提高了定位的精度和对不同地面环境的适应性。附图说明参考附图，本专利技术的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，图1和图2分别示出了根据本专利技术的物体定位方法在泊车应用中的一种实施方式的示意图。具体实施方式容易理解，根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。根据本专利技术的物体定位方法包括下列步骤：在所述物体之外任取一固定点作为原点建立所述物体的直角坐标系XoY，其中，所述直角坐标系的X轴和Y轴所在的平面为水平面，在所述物体上任取一点作为参考点、并任取一方向作为参考方向，将所述参考点在所述直角坐标系上的x坐标、y坐标、所述参考方向与在所述平面中任取的一固定直线所围成的航向角θ、所述物体在单位时间内所走过的距离s、所述物体的转弯曲率c作为状态向量，其中，所述参考点在一时刻k上的x坐标xk、y坐标yk通过在上一时刻k-1的x坐标xk-1、y坐标yk-1、航向角θk-1、距离sk-1、转弯曲率ck-1来得到。应当理解，所述固定点表示固定不动的点，以便作为原点进行参照，由此，所述直角坐标系也是固定的坐标系。所述直角坐标系的X轴和Y轴所在的平面为水平面，由此例如在本方法应用于车辆(即所述物体为车辆)的情况下，所述平面与车辆移动时所述车辆任一点所经过的路段构成的平面相重合或平行。在所述物体上任取一点作为参考点，由此所述参考点随着所述物体的运动而相应运动，类似地，任取一方向作为参考方向，由此所述参考方向随着所述物体方向的变化(即姿态的变化)而变化。同样，所述固定直线为在位置方面固定不动的直线，由此所述航向角θ的变化只取决于所述物体方向的变化(即姿态的变化)而变化。所述单位时间是指一定的时间，其表示以某一个时间段作为一个单位，在本例中具体例如为k-1时刻到k时刻，等。所述转弯曲率是转弯半径的倒数，其单位是m^(-1)，其中，所述转弯半径是指汽车行驶过程中，由转向中心到前外转向轮与地面接触点的距离。其中，曲率表明曲线偏离直线的程度。数学上表明曲线在某一点的弯曲程度的数值。将状态变量在某一时刻的值，称为系统在该时刻的状态。将状态变量在0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物体定位方法，其特征在于，所述物体定位方法包括下列步骤：在所述物体之外任取一固定点作为原点建立所述物体的直角坐标系XoY，其中，所述直角坐标系的X轴和Y轴所在的平面为水平面，在所述物体上任取一点作为参考点、并任取一方向作为参考方向，将所述参考点在所述直角坐标系上的x坐标、y坐标、所述参考方向与在所述平面中任取的一固定直线所围成的航向角θ、所述物体在单位时间内所走过的距离s、所述物体的转弯曲率c作为状态向量，其中，所述参考点在一时刻k上的x坐标xk、y坐标yk通过在上一时刻k‑1的x坐标xk‑1、y坐标yk‑1、航向角θk‑1、距离sk‑1、转弯曲率ck‑1来得到。

【技术特征摘要】
1.一种物体定位方法，其特征在于，所述物体定位方法包括下列步骤：在所述物体之外任取一固定点作为原点建立所述物体的直角坐标系XoY，其中，所述直角坐标系的X轴和Y轴所在的平面为水平面，在所述物体上任取一点作为参考点、并任取一方向作为参考方向，将所述参考点在所述直角坐标系上的x坐标、y坐标、所述参考方向与在所述平面中任取的一固定直线所围成的航向角θ、所述物体在单位时间内所走过的距离s、所述物体的转弯曲率c作为状态向量，其中，所述参考点在一时刻k上的x坐标xk、y坐标yk通过在上一时刻k-1的x坐标xk-1、y坐标yk-1、航向角θk-1、距离sk-1、转弯曲率ck-1来得到。2.根据权利要求1所述的物体定位方法，其特征在于，所述状态向量通过扩展卡尔曼滤波来进行更新。3.根据权利要求1或2所述的物体定位方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李谦，
申请(专利权)人：蔚来汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81