移动设备定位方法、装置、系统及移动设备制造方法及图纸

本申请公开了移动设备定位系统、方法和装置，以及移动设备。其中所述方法包括：通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据,并从点云数据中提取道路结构化特征及道路强度特征，再根据移动设备的航迹推估轨迹数据，将当前帧前的累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在当前帧的坐标系下的特征，再根据坐标系转换后的所述累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及道路特征地图数据，确定移动设备的位置数据。采用这种处理方式，使得即增强道路特征表达能力，又避免在道路结构化特征或道路强度特征无法有效获取时，存在的无法定位问题；因此，可以有效提升定位精度和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
移动设备定位方法、装置、系统及移动设备
本申请涉及无人驾驶
，具体涉及移动设备定位方法、装置和系统，以及移动设备。
技术介绍
自动驾驶技术是近年来自动化领域的一大研究热点，自动驾驶技术的核心技术之一就是对车辆的高精度定位。在自动驾驶过程中，通常需要对车辆本身的位置达到厘米级的精度，以确保自动驾驶的正确性及行车安全等等。目前，一种典型的车辆定位方法是激光点云定位方法，其处理过程如下所述。激光点云定位一般要预先制作地图(如2D或3D地图)，然后用车辆行驶途中的实时点云和地图进行匹配，计算激光雷达的位置和姿态，再通过激光雷达与惯性测量装置(InertialMeasurementUnit，IMU)之间的外参，得到IMU的位置和姿态。具体实施时，可以应用多种匹配方法，如基于3D点云匹配的ICP方法，基于2D概率地图的直方图滤波器匹配定位等等。然而，在实现本专利技术过程中，专利技术人发现该技术方案至少存在如下问题：1)由于仅根据从雷达扫描点云的三维信息中提取的道路两侧结构化特征进行车辆定位，因此导致车辆定位精度有限；2)当道路两侧缺少结构化特征时，将无法进行车辆定位，因此车辆定位的鲁棒性较低。
技术实现思路
本申请提供移动设备定位系统，以解决现有技术存在的定位精度较低及鲁棒性较低的问题。本申请另外提供移动设备定位方法和装置，以及移动设备。本申请提供一种移动设备定位系统，包括：服务器，用于向移动设备发送道路特征地图数据；所述移动设备，用于接收所述服务器发送的所述道路特征地图数据；通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。可选的，所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征，从所述至少一个累积帧的点云数据中提取得到；所述航迹推估轨迹数据通过航迹推估算法获取。本申请还提供一种移动设备定位方法，包括：接收服务器发送的道路特征地图数据；通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及所述道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。可选的，所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征，从所述至少一个累积帧的点云数据中提取得到；所述航迹推估轨迹数据通过航迹推估算法获取。本申请还提供一种移动设备定位装置，包括：地图数据接收单元，用于接收服务器发送的道路特征地图数据；点云数据采集单元，用于通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；当前帧道路特征提取单元，用于从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；累积帧道路特征转换单元，用于根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；位置确定单元，用于根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及所述道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。可选的，所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征，从所述至少一个累积帧的点云数据中提取得到；所述航迹推估轨迹数据通过航迹推估算法获取。本申请还提供一种移动设备，包括：三维空间扫描装置；处理器；以及存储器，用于存储实现移动设备定位方法的程序，该设备通电并通过所述处理器运行该移动设备定位方法的程序后，执行下述步骤：接收服务器发送的道路特征地图数据；通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及所述道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。可选的，所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征，从所述至少一个累积帧的点云数据中提取得到；所述航迹推估轨迹数据通过航迹推估算法获取。本申请还提供一种移动设备定位方法，包括：通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。可选的，所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征，从所述至少一个累积帧的点云数据中提取得到；所述航迹推估轨迹数据通过航迹推估算法获取。可选的，所述道路强度特征采用如下步骤提取：从所述当前帧的点云数据中选取路面点云数据；根据所述路面点云数据的强度信息，生成道路强度图像；对所述道路强度图像执行边缘提取，得到所述道路强度特征。可选的，所述道路结构化特征采用如下方式提取：根据道路结构化特征的特征约束信息，从所述空间点云数据中抽取道路结构化特征。可选的，还包括：根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据和所述当前帧对应的时间数据，获取所述当前帧对应的位置数据；以及，根据所述航迹推估轨迹数据和所述至少一个累积帧中时间靠后的累积帧对应的时间数据，获取所述时间靠后的累积帧对应的位置数据；判断所述当前帧对应的位置数据与所述时间靠后的累积帧对应的位置数据间的第一距离是否大于或者等于第一距离阈值；若上述判断结果为是，则进入所述根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及道路特征地图数据，并确定所述移动设备的位置数据；以及，将所述当前帧作为所述累积帧。可选的，所述方法还包括：若上述判断结果为否，则根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动设备定位系统，其特征在于，包括：/n服务器，用于向移动设备发送道路特征地图数据；/n所述移动设备，用于接收所述服务器发送的所述道路特征地图数据；通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种移动设备定位系统，其特征在于，包括：
服务器，用于向移动设备发送道路特征地图数据；
所述移动设备，用于接收所述服务器发送的所述道路特征地图数据；通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。


2.一种移动设备定位方法，其特征在于，包括：
接收服务器发送的道路特征地图数据；
通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；
从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；
根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；
根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及所述道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。


3.一种移动设备定位装置，其特征在于，包括：
地图数据接收单元，用于接收服务器发送的道路特征地图数据；
点云数据采集单元，用于通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；
当前帧道路特征提取单元，用于从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；
累积帧道路特征转换单元，用于根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；
位置确定单元，用于根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及所述道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。


4.一种移动设备，其特征在于，包括：
三维空间扫描装置；
处理器；以及
存储器，用于存储实现移动设备定位方法的程序，该设备通电并通过所述处理器运行该移动设备定位方法的程序后，执行下述步骤：接收服务器发送的道路特征地图数据；通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及所述道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。


5.一种移动设备定位方法，其特征在于，包括：
通过三维空间扫描装置采集行驶道路的空间点云数据，作为当前帧的点云数据；
从所述当前帧的点云数据中提取道路结构化特征和道路强度特征；
根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据，将所述当前帧前的至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征转换为在所述当前帧的坐标系下的特征；
根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述道路强度特征采用如下步骤提取：
从所述当前帧的点云数据中选取路面点云数据；
根据所述路面点云数据的强度信息，生成道路强度图像；
对所述道路强度图像执行边缘提取，得到所述道路强度特征。


7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述道路结构化特征采用如下方式提取：
根据道路结构化特征的特征约束信息，从所述空间点云数据中抽取道路结构化特征。


8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述移动设备的航迹推估轨迹数据和所述当前帧对应的时间数据，获取所述当前帧对应的位置数据；以及，根据所述航迹推估轨迹数据和所述至少一个累积帧中时间靠后的累积帧对应的时间数据，获取所述时间靠后的累积帧对应的位置数据；
判断所述当前帧对应的位置数据与所述时间靠后的累积帧对应的位置数据间的第一距离是否大于或者等于第一距离阈值；
若上述判断结果为是，则进入所述根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及道路特征地图数据，并确定所述移动设备的位置数据；以及，将所述当前帧作为所述累积帧。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若上述判断结果为否，则根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、及所述道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据。


10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
获取所述当前帧的道路结构化特征与道路强度特征的特征数量，作为第一特征数量；
判断所述第一特征数量是否大于或者等于第一特征数量阈值；
若上述判断结果为是，则进入所述第一特征数量根据坐标系转换后的所述至少一个累积帧的道路结构化特征和道路强度特征、所述当前帧的道路结构化特征和道路强度特征、及道路特征地图数据，确定所述移动设备的位置数据；以及，将所述当前帧作为所述累积帧。


11.根据权利要求10...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓欢军，张硕，
申请(专利权)人：阿里巴巴集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY