一种多传感器融合定位的置信度计算方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种多传感器融合定位的置信度计算方法及系统，方法包括：根据车端上各传感器采集的数据，判断各传感器的运行状态；利用融合定位算法对各传感器采集的数据融合处理后得到最终定位结果；判断最终定位结果的有效性；根据各传感器的运行状态和最终定位结果的有效性，计算融合定位置信度。本发明专利技术从各个传感器自身的完好性计算功能入手，结合计算过程中融合定位的误差稳定性，能够更加全面直观的体现出各因素对定位结果的影响，保证输出置信度的计算过程客观合理。

【技术实现步骤摘要】
一种多传感器融合定位的置信度计算方法及系统
本专利技术涉及车载定位领域，更具体地，涉及一种多传感器融合定位的置信度计算方法及系统。
技术介绍
自动驾驶系统中，不仅需要高准确度的感知信息，高精度地图参照及准确的路径规划，高精度的定位也不可或缺。但因为实际运行的车辆并非按照固定路线或限定场景运行，势必会经过不同的路况环境，下穿隧道，高架遮挡，城市峡谷，大频率信号干扰等均会对车载定位精度造成较大的影响。基于当前的定位技术及硬件成本限制，无法在全场景下保持高精度的车道级定位，因此决策部分需要根据定位结果的置信度来判定是否退出自动驾驶状态或采取其它措施来保证车辆及人员安全。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种多传感器融合定位的置信度计算方法及系统。根据本专利技术的第一方面，提供了一种多传感器融合定位的置信度计算方法，包括：根据车端上各传感器采集的数据，判断各传感器的运行状态，所述运行状态包括有效状态和无效状态；利用融合定位算法对各传感器采集的数据融合处理后得到最终定位结果；判断最终定位结果的有效性；根据各传感器的运行状态和最终定位结果的有效性，计算融合定位置信度。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。可选的，所述各传感器包括轮速传感器、惯性导航单元IMU、全球导航卫星系统GNSS和ADAS相机；所述判断各传感器的运行状态包括：分别判断所述轮速传感器、IMU、GNSS和ADAS相机的运行状态。。可选的，通过如下方式判断轮速传感器在当前时刻的运行状态：根据车辆四轮的轮速信息，判断每一个车轮是否处于失速打滑状态，若是，则轮速传感器在当前时刻的运行状态为无效状态，舍弃当前时刻车辆四轮的轮速信息；若每一个车轮均不处于失速打滑状态，则计算四轮的轮速信息的平均值作为当前车辆综合轮速信息；通过判断当前车辆综合轮速信息与整车的综合速度之间的误差，确定轮速传感器在当前时刻的有效性。可选的，通过如下方式判断IMU的运行状态：根据设定的工作频率和当前时刻与前一时刻相邻两帧IMU数据的时间间隔，判断当前时刻的IMU数据是否存在跳点，若存在明显跳点，则丢弃当前时刻的IMU数据，或者根据前序IMU数据确定当前时刻的IMU数据；判断当前时刻的IMU数据的观测值是否超出IMU的最大测量值，若超出，则IMU在当前时刻为无效状态，否则，为有效状态；判断当前时刻与前一时刻相邻两帧IMU数据的变化量是否超出正常车辆行驶变化阈值，若超出，则IMU在当前时刻为无效状态，否则，为有效状态。可选的，通过如下方式判断GNSS的运行状态：根据当前车辆综合轮速信息和航向推算GNSS间隔周期内的位移增量及方向增量；计算通过GNSS采集的当前时刻和前一时刻两帧之间的位移增量和方向增量；将GNSS采集的当前时刻和前一时刻两帧之间的位移增量和方向增量与推算的GNSS间隔周期内的位移增量和方向增量进行对比，确定当前时刻的GNSS观测值的有效性。可选的，通过如下方式判断ADAS相机的运行状态：根据从相机拍摄的图像中识别出的相邻车道线的间距与真实间距之间的误差判断ADAS相机的运行状态；或者，根据相机拍摄的图像中识别的边线的正确性判断ADAS相机的运行状态；或者，根据从相机拍摄的图像中识别的车道线与已有的高精度地图中的车道线是否匹配判断ADAS相机的运行状态。可选的，所述利用融合定位算法对各传感器采集的数据融合处理后得到最终定位结果包括：将当前时刻处于有效运行状态的各个传感器采集的数据输入扩展卡尔曼滤波算法，通过扩展卡尔曼滤波算法融合定位得到最终定位结果。可选的，保存当前时刻之前的多帧最终定位结果的位置数据，分别计算相邻两帧位置数据之间的增量信息以及增量变化量信息；判断每一个增量信息以及每一个增量变化量信息是否均在阈值范围内，若是，则当前时刻的定位结果为有效；否则，当前时刻的定位结果无效。可选的，所述根据各传感器的运行状态和最终定位结果的有效性，计算融合定位置信度包括：在当前时刻，对于每一个传感器和最终定位结果组成的多个因素若任一个因素为有效，则将所述任一个因素置1，若为无效，则置0；根据每一个因素对最终定位结果的影响，确定每一个因素的权重；根据每一个因素的有效状态和对应的权重加权求和，得到当前时刻的融合定位置信度。根据本专利技术的第二方面，提供一种多传感器融合定位的置信度计算系统，包括：判断模块，用于根据车端上各传感器采集的数据，判断各传感器的运行状态，所述运行状态包括有效状态和无效状态；还用于判断最终定位结果的有效性；融合处理模块，用于利用融合定位算法对各传感器采集的数据融合处理后得到最终定位结果；计算模块，用于根据各传感器的运行状态和最终定位结果的有效性，计算融合定位置信度。根据本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现多传感器融合定位的置信度计算方法的步骤。根据本专利技术的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现多传感器融合定位的置信度计算方法的步骤。本专利技术提供的一种多传感器融合定位的置信度计算方法及系统，从各个传感器自身的完好性计算功能入手，结合计算过程中融合定位的误差稳定性，能够更加全面直观的体现出各因素对定位结果的影响，保证输出置信度的计算过程客观合理。附图说明图1为本专利技术提供的一种多传感器融合定位的置信度计算方法流程图；图2为本专利技术提供的轮速信息有效性判定的流程图；图3为本专利技术提供的IMU有效性判定的流程图；图4为本专利技术提供的GNSS有效性判定的流程图；图5为本专利技术提供的一种多传感器融合定位的置信度计算系统结构示意图；图6为为本专利技术实施例提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1为本专利技术提供的一种多传感器融合定位的置信度计算方法流程图，如图1所示，方法包括：101、根据车端上各传感器采集的数据，判断各传感器的运行状态，运行状态包括有效状态和无效状态；102、利用融合定位算法对各传感器采集的数据融合处理后得到最终定位结果；103、判断最终定位结果的有效性；根据各传感器的运行状态和最终定位结果的有效性，计算融合定位置信度。可以理解的是，基于
技术介绍
中的需求，本专利技术提供了一种车端融合定位置信度的计算方法，可根据车端各传感器的运行状态以及融合过程中最终定位结果的稳定性实时计算融合定位后的定位置信度。其中，当各传感器运行状态良好时，输出较高的定位置信度值，若传感器运行状态异常，则定位置信度值随传感器状态和失效时间而降低。对于车端上的各传感器，根据各传感器采集的数据，利用传感器自检或相互校验判断其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多传感器融合定位的置信度计算方法，其特征在于，包括：/n根据车端上各传感器采集的数据，判断各传感器的运行状态，所述运行状态包括有效状态和无效状态；/n利用融合定位算法对各传感器采集的数据融合处理后得到最终定位结果；/n判断最终定位结果的有效性；/n根据各传感器的运行状态和最终定位结果的有效性，计算融合定位置信度。/n

【技术特征摘要】
1.一种多传感器融合定位的置信度计算方法，其特征在于，包括：
根据车端上各传感器采集的数据，判断各传感器的运行状态，所述运行状态包括有效状态和无效状态；
利用融合定位算法对各传感器采集的数据融合处理后得到最终定位结果；
判断最终定位结果的有效性；
根据各传感器的运行状态和最终定位结果的有效性，计算融合定位置信度。


2.根据权利要求1所述的置信度计算方法，其特征在于，所述各传感器包括轮速传感器、惯性导航单元IMU、全球导航卫星系统GNSS和ADAS相机；
所述判断各传感器的运行状态包括：
分别判断所述轮速传感器、IMU、GNSS和ADAS相机的运行状态。


3.根据权利要求2所述的置信度计算方法，其特征在于，通过如下方式判断轮速传感器在当前时刻的运行状态：
根据车辆四轮的轮速信息，判断每一个车轮是否处于失速打滑状态，若是，则轮速传感器在当前时刻的运行状态为无效状态，舍弃当前时刻车辆四轮的轮速信息；
若每一个车轮均不处于失速打滑状态，则计算四轮的轮速信息的平均值作为当前车辆综合轮速信息；通过判断当前车辆综合轮速信息与整车的综合速度之间的误差，确定轮速传感器在当前时刻的有效性。


4.根据权利要求2所述的置信度计算方法，其特征在于，通过如下方式判断IMU的运行状态：
根据设定的工作频率和当前时刻与前一时刻相邻两帧IMU数据的时间间隔，判断当前时刻的IMU数据是否存在跳点，若存在明显跳点，则丢弃当前时刻的IMU数据，或者根据前序IMU数据确定当前时刻的IMU数据；
判断当前时刻的IMU数据的观测值是否超出IMU的最大测量值，若超出，则IMU在当前时刻为无效状态，否则，为有效状态；
判断当前时刻与前一时刻相邻两帧IMU数据的变化量是否超出正常车辆行驶变化阈值，若超出，则IMU在当前时刻为无效状态，否则，为有效状态。


5.根据权利要求3所述的置信度计算方法，其特征在于，通过如下方式判断GNSS的运行状态：
根据当前车辆综合轮速信息和航向推算GNSS间隔周期内的位移增量及方向增量；
计算通过GNSS采集的当前时刻和前一时刻两帧之间的位移增量和方向增量；
将GNSS采集的当前时刻和前一时刻两帧之间的位移增量和方向增量与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林园，阮双双，杨贵，刘奋，
申请(专利权)人：武汉中海庭数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42