定位方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种定位方法及装置，涉及智能驾驶技术领域。具体实现方案为：利用激光雷达采集的点云数据结合激光点云反射值地图确定出第一定位结果，利用该第一定位结果构建约束条件，该约束条件用于加速利用观测数据解算接收机位置的收敛速度，利用该约束条件结合GNSS接收机的观测数据进行GNSS‑PPP定位，得到第二定位结果。采用该种方案，将Lidar定位技术与GNSS‑PPP定位技术结合，实现不依赖GNSS基站的目的，同时，利用Lidar定位技术的定位结果构建能够加快利用观测数据解算接收机位置的收敛速度的约束条件，避免收敛速度过慢的弊端。

【技术实现步骤摘要】
定位方法及装置
本申请实施例涉及自动驾驶
，尤其涉及一种定位方法及装置。
技术介绍
目前，定位系统在无人车自动驾驶和辅助驾驶过程中起着举足轻重的作用，其它模块，例如感知、路径规划等模块都不同程度地基于定位系统产生的定位结果来进行相应的操作。定位的准确性成为影响自动驾驶或辅助驾驶成败的关键因素之一。全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)是常见的定位系统，基于GNSS的定位技术主要包括实时载波相位差分(Real-timekinematic，RTK)技术和精密单点定位(precisepointpositioning，PPP)技术。其中，RTK技术中，利用GNSS基站和车辆相距较近、GNSS观测误差存在较强相关的特点，在GNSS基站和车辆之间进行差分RTK定位，对车辆实现厘米级精度的定位。为了快速得到准确的定位结果，需要部署大量的GNSS基站。PPP技术中，利用厘米级高精度的卫星轨道、钟差和车端GNSS观测值，对车辆实现厘米级精度的定位。但是，由于待估计的参数较多，而且卫星几何结构变化慢，需要约半个小时的收敛时间。显然，如何提供一种不依赖GNSS基站，且收敛速度快的定位方法，视为业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供一种定位方法及装置，通过融合激光雷达定位加速PPP定位的收敛速度，实现不依赖GNSS基站且快速精确定位的目的。第一方面，本申请实施例提供一种定位方法，包括：利用车辆当前定位时刻的点云数据确定第一定位结果，所述第一定位结果用于指示所述当前定位时刻所述车辆在预先构建的激光点云反射值地图中的位置；利用所述第一定位结果构建约束条件，所述约束条件用于指示根据所述第一定位结果确定出的车载GNSS接收机的位置与第二定位结果之间的位置关系，所述第二定位结果用于指示所述当前定位时刻所述车辆在直角坐标系下的位置；利用所述约束条件结合所述车载GNSS接收机的观测数据进行精密单点定位PPP，得到所述第二定位结果；利用所述第二定位结果控制所述车辆。采用该种方案，将Lidar定位技术与GNSS-PPP定位技术结合，实现不依赖GNSS基站的目的，同时，利用Lidar定位技术的定位结果构建能够加快利用观测数据解算接收机位置的收敛速度的约束条件，避免收敛速度过慢的弊端。由此，通过融合激光雷达定位加速GNSS-PPP定位的收敛速度，实现不依赖GNSS基站且快速精确定位的目的。一种可行的设计中，所述利用所述第一定位结果构建约束条件，包括：根据所述第一定位结果确定所述GNSS接收机在所述直角坐标系的位置；根据所述GNSS接收机在所述直角坐标系的位置，构建所述约束条件，所述约束条件满足下述方程：其中，所述XLidar_fix表示所述车载GNSS接收机在所述直角坐标系的x坐标，所述YLidar_fix表示所述车载GNSS接收机在所述直角坐标系的y坐标、所述ZLidar_fix表示所述GNSS接收机在所述直角坐标系的z坐标，所述X表示待求解的第二定位结果的x坐标、所述Y表示待求解的第二定位结果的y坐标、所述Z表示待求解的第二定位结果的z坐标。采用该种方案，通过融合激光雷达定位加速GNSS-PPP定位的收敛速度，实现不依赖GNSS基站且快速精确定位的目的。一种可行的设计中，所述利用所述约束条件结合所述观测数据进行精密单点定位PPP，得到第二定位结果，包括：利用所述观测数据构建观测方程；利用所述观测方程结合所述约束条件进行PPP定位，得到所述第二定位结果，所述观测方程如下：ρ＝r+l·dx+dt·C+T-I+ε其中，ρ表示卫星与所述车辆的伪距，N表示载波相位的整周模糊度，r表示所述卫星与所述GNSS接收机的距离，l表示观测方向余弦，dt表示卫星与车载GNSS接收机的钟差修正量，T表示对流层偏差，I表示电离层偏差，ε表示噪声常数，dx表示待估计状态量，包括坐标增量和钟差变化；C表示真空中的光速。采用该种方案，通过融合激光雷达定位加速GNSS-PPP定位的收敛速度，实现不依赖GNSS基站且快速精确定位的目的。一种可行的设计中，所述利用车辆当前定位时刻的点云数据确定第一定位结果，包括：将所述点云数据从车体坐标系转换至世界坐标系，得到转换数据；将所述转换数据投影至所述激光点云反射值地图，得到投影区域；根据所述投影区域，从所述激光点云反射值地图中确定多个待匹配区域；确定所述投影区域与各所述待匹配区域的匹配概率，得到多个匹配概率；根据所述多个匹配概率，确定所述第一定位结果。采用该种方案，实现利用点云数据确定出第一定位结果的目的。一种可行的设计中，所述根据所述多个匹配概率，确定所述第一定位结果，包括：确定所述多个匹配概率中每个匹配概率的预测概率，得到多个预测概率，每一所述预测概率是所述当前定位时刻之前的第一个定位时刻对应的匹配概率；利用所述多个匹配概率各自对应的预测概率，更新所述多个匹配概率中的各匹配概率，得到多个更新后的匹配概率；从所述多个更新后的匹配概率中，确定出最大匹配概率；利用所述最大匹配概率对应的待匹配区域，确定所述第一定位结果。采用该种方案，提高第一定位结果的准确性。一种可行的设计中，所述利用所述多个匹配概率各自对应的预测概率，更新所述多个匹配概率中的各匹配概率，得到多个更新后的匹配概率，包括：对于每一所述匹配概率，利用预设的归一化系数、所述匹配概率、所述匹配概率对应的预测概率的乘积，确定所述更新后的匹配概率。采用该种方案，实现提高第一定位结果的准确性的目的。一种可行的设计中，所述利用所述约束条件结合所述车载GNSS接收机的观测数据进行精密单点定位PPP，得到所述第二定位结果之前，还包括：构建伪距和载波单差观测方程；利用所述伪距和载波单差观测方程过滤所述观测数据，以滤除所述观测数据中的误差数据。采用该种方案，通过过滤掉误差较大的数据，实现提高第二定位结果的准确性的目的。一种可行的设计中，所述利用所述约束条件结合所述车载GNSS接收机的观测数据进行精密单点定位PPP，得到所述第二定位结果之前，还包括：构建伪距和载波单差观测方程；利用所述伪距和载波单差观测方程过滤所述观测数据，以滤除所述观测数据中的误差数据。采用该种方案，通过过滤掉误差较大的数据，实现提高第二定位结果的准确性的目的。一种可行的设计中，所述利用车辆当前定位时刻的点云数据确定第一定位结果之前，还包括：将地球表面在世界坐标系的地平面划分为相同大小和形状的多个地图区域；将所述多个地区区域中的每个地图区域划分为大小和形状相同的多个地图网格；在所述多个地图网格中的每个地图网格中存储与之对应的地图数据。采用该种方案，实现离线构建出激光反射值地图的目的。一种可行的设计中，所述地图数据包括下述数据中的至少一种：所述地图网格对应的定位位置内的各激光点的激光反射强度值的均值、所述地图网格对应的定位位置内的各激光点的激光反射强度值的方差、所述地图网格对应的定位位置内的激光点的数量。第二方面，本申请实施例提供一种定位装置，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位方法，其特征在于，包括：/n利用车辆当前定位时刻的点云数据确定第一定位结果，所述第一定位结果用于指示所述当前定位时刻所述车辆在预先构建的激光点云反射值地图中的位置；/n利用所述第一定位结果构建约束条件，所述约束条件用于指示根据所述第一定位结果确定出的车载GNSS接收机的位置与第二定位结果之间的位置关系，所述第二定位结果用于指示所述当前定位时刻所述车辆在直角坐标系下的位置；/n利用所述约束条件结合所述车载GNSS接收机的观测数据进行精密单点定位PPP，得到所述第二定位结果；/n利用所述第二定位结果控制所述车辆。/n

【技术特征摘要】
1.一种定位方法，其特征在于，包括：
利用车辆当前定位时刻的点云数据确定第一定位结果，所述第一定位结果用于指示所述当前定位时刻所述车辆在预先构建的激光点云反射值地图中的位置；
利用所述第一定位结果构建约束条件，所述约束条件用于指示根据所述第一定位结果确定出的车载GNSS接收机的位置与第二定位结果之间的位置关系，所述第二定位结果用于指示所述当前定位时刻所述车辆在直角坐标系下的位置；
利用所述约束条件结合所述车载GNSS接收机的观测数据进行精密单点定位PPP，得到所述第二定位结果；
利用所述第二定位结果控制所述车辆。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一定位结果构建约束条件，包括：
根据所述第一定位结果确定所述GNSS接收机在所述直角坐标系的位置；
根据所述GNSS接收机在所述直角坐标系的位置，构建所述约束条件，所述约束条件满足下述方程：



其中，所述XLidar_fix表示所述车载GNSS接收机在所述直角坐标系的x坐标，所述YLidar_fix表示所述车载GNSS接收机在所述直角坐标系的y坐标、所述ZLidar_fix表示所述GNSS接收机在所述直角坐标系的z坐标，所述X表示待求解的第二定位结果的x坐标、所述Y表示待求解的第二定位结果的y坐标、所述Z表示待求解的第二定位结果的z坐标。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述约束条件结合所述观测数据进行精密单点定位PPP，得到第二定位结果，包括：
利用所述观测数据构建观测方程；
利用所述观测方程结合所述约束条件进行PPP定位，得到所述第二定位结果，所述观测方程如下：



其中，ρ表示卫星与所述车辆的伪距，N表示载波相位的整周模糊度，r表示所述卫星与所述GNSS接收机的距离，l表示观测方向余弦，dt表示卫星与车载GNSS接收机的钟差修正量，T表示对流层偏差，I表示电离层偏差，ε表示噪声常数，dx表示待估计状态量，包括坐标增量和钟差变化；C表示真空中的光速。


4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述利用车辆当前定位时刻的点云数据确定第一定位结果，包括：
将所述点云数据从车体坐标系转换至世界坐标系，得到转换数据；
将所述转换数据投影至所述激光点云反射值地图，得到投影区域；
根据所述投影区域，从所述激光点云反射值地图中确定多个待匹配区域；
确定所述投影区域与各所述待匹配区域的匹配概率，得到多个匹配概率；
根据所述多个匹配概率，确定所述第一定位结果。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个匹配概率，确定所述第一定位结果，包括：
确定所述多个匹配概率中每个匹配概率的预测概率，得到多个预测概率，每一所述预测概率是所述当前定位时刻之前的第一个定位时刻对应的匹配概率；
利用所述多个匹配概率各自对应的预测概率，更新所述多个匹配概率中的各匹配概率，得到多个更新后的匹配概率；
从所述多个更新后的匹配概率中，确定出最大匹配概率；
利用所述最大匹配概率对应的待匹配区域，确定所述第一定位结果。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述多个匹配概率各自对应的预测概率，更新所述多个匹配概率中的各匹配概率，得到多个更新后的匹配概率，包括：
对于每一所述匹配概率，利用预设的归一化系数、所述匹配概率、所述匹配概率对应的预测概率的乘积，确定所述更新后的匹配概率。


7.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述约束条件结合所述车载GNSS接收机的观测数据进行精密单点定位PPP，得到所述第二定位结果之前，还包括：
构建伪距和载波单差观测方程；
利用所述伪距和载波单差观测方程过滤所述观测数据，以滤除所述观测数据中的误差数据。


8.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述利用车辆当前定位时刻的点云数据确定第一定位结果之前，还包括：
将地球表面在世界坐标系的地平面划分为相同大小和形状的多个地图区域；
将所述多个地区区域中的每个地图区域划分为大小和形状相同的多个地图网格；
在所述多个地图网格中的每个地图网格中存储与之对应的地图数据。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述地图数据包括下述数据中的至少一种：所述地图网格对应的定位位置内的各激光点的激光反射强度值的均值、所述地图网格对应的定位位置内的各激光点的激光反射强度值的方差、所述地图网格对应的定位位置内的激光点的数量。


10.一种定位装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于利用车辆当前定位时刻的点云数据确定第一定位结果，所述第一定位结果用于指示所述当前定位时刻所述车辆在预先构建的激光点云反射值地图中的位置；
第一构建模块，用于利用所述第一定位结果构建约束条件，所述约束条件用于指示根据所述第一定位结果确定出的车载GNSS接收机的位置与第二定位结果之间的位置关系，所述第二定位结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文杰，蔡仁澜，李晓涛，宋适宇，
申请(专利权)人：北京百度网讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11