一种基于超宽带和视觉图像的定位方法及定位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于超宽带和视觉图像的定位方法及定位系统，该定位方法包括：建立以待定位车辆中心为原点的车辆坐标系，获得超宽带定位模块和待定位车辆中心在车辆坐标系中的第一位置关系；建立待定位车辆所在地区的全局坐标系，获得待定位车辆中心和超宽带定位模块在全局坐标系中的第二位置关系；根据第一位置关系和第二位置关系获得待定位车辆中心在全局坐标系中的坐标所满足的第一函数式；利用摄像装置采集车道线的图像信息，根据图像信息获得待定位车辆中心在全局坐标系中的坐标所满足的第二函数式；根据第一函数式和第二函数式获得待定位车辆中心在全局坐标系中的坐标。其具有实时定位、定位精度高以及通信架构简单的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超宽带和视觉图像的定位方法及定位系统
本专利技术涉及自动驾驶领域，特别涉及一种基于超宽带和视觉图像的定位方法及定位系统。
技术介绍
目前，在超宽带(UltraWideband，UWB)无线定位领域中，无论是到达时间差(TimeDifferenceofArrival，TDOA)定位还是到达时间(TimeofArrival，TOA)定位，都是以多个基站为坐标基准，通过多个圆或双曲线相交，从而确定移动点位置的，其中，基站需要依靠固定支架设置。然而在实际使用中，当处于没有固定支架的场景中时，若要固定多个基站，就需要额外增加立杆、支架及电源、网络等基础设备，造成施工量增加，加重了安装成本。除UWB无线定位之外，视觉定位也是一个比较常用的定位方法，其主要利用视觉传感器对车道线进行识别，从而实现定位。但是由于车道线属于一个一维特征，在垂直于车道线的方向上的位置信息容易分辨，而平行于车道线的方向上的位置信息较难分辨，因此视觉定位方式存在定位精度几何分布不均的问题，不利于自动驾驶车辆在高精度场景下的应用。专利技术内容本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超宽带和视觉图像的定位方法，用于车辆定位，其特征在于，包括：/n第一获取步骤：建立以待定位车辆中心为原点的车辆坐标系，获得超宽带定位模块和所述待定位车辆中心在所述车辆坐标系中的第一位置关系；/n第二获取步骤：建立待定位车辆所在地区的全局坐标系，获得所述待定位车辆中心和所述超宽带定位模块在所述全局坐标系中的第二位置关系；/n超宽带定位步骤：根据所述第一位置关系和所述第二位置关系获得所述待定位车辆中心在所述全局坐标系中的坐标所满足的第一函数式；/n图像定位步骤：利用摄像装置采集车道线的图像信息，根据所述图像信息获得所述待定位车辆中心在所述全局坐标系中的坐标所满足的第二函数式；/n处理步...

【技术特征摘要】
1.一种基于超宽带和视觉图像的定位方法，用于车辆定位，其特征在于，包括：
第一获取步骤：建立以待定位车辆中心为原点的车辆坐标系，获得超宽带定位模块和所述待定位车辆中心在所述车辆坐标系中的第一位置关系；
第二获取步骤：建立待定位车辆所在地区的全局坐标系，获得所述待定位车辆中心和所述超宽带定位模块在所述全局坐标系中的第二位置关系；
超宽带定位步骤：根据所述第一位置关系和所述第二位置关系获得所述待定位车辆中心在所述全局坐标系中的坐标所满足的第一函数式；
图像定位步骤：利用摄像装置采集车道线的图像信息，根据所述图像信息获得所述待定位车辆中心在所述全局坐标系中的坐标所满足的第二函数式；
处理步骤：根据所述第一函数式和所述第二函数式获得所述待定位车辆中心在所述全局坐标系中的坐标。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述摄像装置为两个，分别安装于所述待定位车辆的车头和车尾；所述图像定位步骤还包括：根据所述摄像装置获得所述待定位车辆的航向角，其中，所述航向角为所述待定位车辆的正方向与所述全局坐标系X坐标轴正方向的夹角。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超宽带定位模块包括多个定位标签和基站，所述第一获取步骤包括：
在所述待定位车辆上固定所述多个定位标签；
建立以所述待定位车辆中心为原点的车辆坐标系，分别获取各所述定位标签在所述车辆坐标系中的坐标；
根据所述定位标签接收到基站信号时所对应的时间戳和各所述定位标签在所述车辆坐标系中的坐标建立TDOA方程组；
求解所述TDOA方程组，获得所述基站在所述车辆坐标系中的第一基站坐标；
根据所述第一基站坐标，获得在所述车辆坐标系中，所述基站与所述定位车辆中心之间的第一基站距离。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基站的数量为1个，所述TDOA方程组为



其中，(xi，yi，zi)代表第i个定位标签在所述车辆坐标系下的坐标，ti代表第i个定位标签接收到所述基站信号时的时间戳，i＝1,2,3,4；(xv，yv，zv)代表所述第一基站坐标，C代表所述基站信号的传播速度。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超宽带定位模块包括基站，所述第二获取步骤包括：
建立所述待定位车辆所在地区的全局坐标系，获取所述基站在所述全局坐标系中的第二基站坐标；
根据所述第二基站坐标，获得在所述全局坐标系中，所述基站与所述待定位车辆中心的第二基站距离。


6.如权利要求3或5所述的方法，其特征在于,所述第一函数式为



其中，x，y分别代表所述待定位车辆中心在所述全局坐标系下的横坐标和纵坐标，xbs，ybs分别代表所述基站在所述全局坐标系中的横坐标和纵坐标，xv，yv分别代表所述基站在所述车辆坐标系下的横坐标和纵坐标。


7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像定位步骤包括：
利用所述摄像装置采集行驶车道的所述车道线的图像信息；
对所述车道线的图像信息进行透视变换和图像裁剪处理后进行图像二值化转换，获得二值图像；
提取所述二值图像中的车道线区域并进行拟合，获得所述车道线在所述图像坐标系中的曲线方程；
根据上一步所获得的曲线方程获得所述待定位车辆中心与所述车道线之间的距离；
根据所述车道线在所述全局坐标系中的曲线方程和上一步骤中获得的所述距离，确定所述第二函数式。


8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二函数式为



其中，A、B、C分别为所述车道线在所述全局坐标系中的曲线方程的参数，dis代表所述待定位车辆中心与所述车道线之间的距离，x、y分别代表所述待定位车辆中心在所述全局坐标系中的横坐标和纵坐标。


9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述图像定位步骤中，在所述根据所述车道线在所述全局坐标系中的曲线方程和上一步骤中获得的所述距离，确定所述第二函数式之前，还包括：
利用全站仪获取所述车道线在所述全局坐标系中的位置信息，根据所述位置信息构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴一稷，黄旭东，欧阳乐，刘春明，王全宇，
申请(专利权)人：上海振华重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31