基于全景照片的高精度导航装置及导航方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及无人驾驶汽车自动导航技术领域，具体涉及基于全景照片的高精度导航装置及导航方法。具体技术方案为：先建立全景照片基准特征线数据库，然后根据车辆正常行驶时所拍摄的全景照片，与基准特征线数据库进行对比，对比出结果后可立即定位。同时，通过导航装置的配合，使全景相机能够实时调整与车顶之间的距离，即使在有前车进行遮挡无法进行定位的情况下也能够准确快速对当前行驶车辆进行准确快速的定位。因此，本发明专利技术有效的解决了现有技术中无法快速准确的确定行驶车辆在道路中具体位置的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于全景照片的高精度导航装置及导航方法
本专利技术涉及无人驾驶汽车自动导航
，具体涉及基于全景照片的高精度导航装置及导航方法。
技术介绍
无人驾驶汽车现有的导航仍采用GPS导航方式，遇到复杂道路环境，例如上中下三层立体式立交桥，如果在进入立交桥之前导航，则可以较好的实现导航，但是如果进入立交桥后再导航，或者进入立交桥后驶入错误道路，则由于GPS无法识别高度而失效；且位于最下层的车辆还存在无法接受GPS信号的问题。因此，现有技术中一般采用照片+GPS方式辅助导航，即拍摄前方道路环境照片，然后进行特征提取，提取后的特征线与已经建立好的数据库内的特征线对比，从而确定车辆在道路中的具体位置；但是现有的拍照方式只针对单一场景，即道路内只有本车辆，且前方无遮挡物时，对前方的道路环境进行拍摄，而实际的场景是车辆前方、两侧可能有其他车辆靠近并遮挡，遮挡后可提取的特征线减少，使拍摄的照片可能无法有效进行特征识别，且有车辆遮挡时，照片识别过程中还会对前方遮挡车辆进行特征线提取，该部分特征线是无效特征线，会对对比过程形成干扰，甚至可能报错。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于全景照片的高精度导航装置及导航方法，解决了现有技术中无法快速准确的确定行驶车辆在道路中具体位置的问题。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：本专利技术公开了基于全景照片的高精度导航方法，先建立全景照片基准特征线数据库，然后根据车辆正常行驶时所拍摄的全景照片，与基准特征线数据库进行对比，对比出结果后可立即定位。优选的，所述基准特征线数据库的获取方式为：根据数据收集车辆顶部安装的带有GPS定位装置的全景相机，在行驶的过程中，对周围环境进行360°拍照，形成连续的带有定位数据全景照片，集合得到照片组1，对照片组1单独提取特征线形成数据库I；然后，在数据收集车辆的四周一定距离处设置不同车型的车辆，重复得到照片组1的方式得到照片组2；在照片组2中，识别出数据收集车辆四周的车辆轮廓，并将车辆轮廓至内的图像全部忽略，在照片组2中未忽略的图像中提取特征线形成数据库II。优选的，车辆正常行驶时全景照片的拍摄方式为：依靠GPS定位，当车辆进入复杂地形时，位于车辆顶部的全景相机开始实时拍摄前方照片，并与GPS定位数据结合，然后与数据库I对比并定位；当车辆进入复杂地形且前方有其他车辆，并且前方的其他车辆与行驶车辆之间的距离小于L0时，位于车辆顶部的全景相机开始实时拍摄前方照片，并与GPS定位数据结合，然后与数据库II对比并定位；如果前方出现遮挡车辆无法进行定位时，通过全景相机拍摄的照片判断遮挡车辆与行驶车辆之间的高度差，执行以下步骤：A1.以行驶车辆的车顶为水平线，如果遮挡车辆的高度低于或等于行驶车辆时，全景相机朝向一侧旋转90°，旋转过程中按照全景照片方式拍摄出全景照片，此时，该全景照片的拍摄范围为180°；如果仍然无法定位，则继续旋转，使该全景照片的拍摄范围为270°，直至360°；将最终拍摄的全景照片与提前采集的数据库I进行对比，对比出结果后可立即定位；如果最终仍然无法定位则执行步骤A2；A2.控制导航装置提升全景相机与行驶车辆之间的高度，在该高度下配合全景相机的旋转，直至全景相机的拍摄范围为360°，最终拍摄出全景照片，再与提前采集的数据库I进行对比，对比出结果后可立即定位；A3.如果遮挡车辆的高度高于行驶车辆时，全景相机旋转拍摄，直至拍摄范围为360°，将最终拍摄出全景照片，与提前采集的数据库II进行对比，对比出结果后可立即定位；如果无法进行定位，则执行步骤A4；A4.控制导航装置提升全景相机与行驶车辆之间的距离，在该高度下拍摄前方照片，与提前采集的数据库II进行对比并定位，如果定位失败则执行步骤A5；A5.在该高度下配合全景相机旋转，直至全景相机的拍摄范围为360°，最终拍摄出全景照片，再与提前采集的数据库II进行对比，对比出结果后可立即定位。相应的，基于全景照片的高精度导航装置，包括设置行驶车辆顶部且内部中空的收纳筒，所述收纳筒的顶部开设有通孔，所述收纳筒内设置有伸缩机构，所述伸缩机构与通孔相对应，所述伸缩机构的顶部设置有位于收纳筒外的全景相机，所述收纳筒内设置有驱动伸缩机构进行伸缩动作的驱动机构。优选的，所述伸缩机构包括固定在收纳筒内底部的固定筒，所述固定筒外滑动套设有数个相互套接的活动筒，位于最外面的活动筒的顶部通过基座固定有所述全景相机，每个所述活动筒的侧壁上设置有与活动筒内部相通的呈“冂”字形的固定框，每个所述固定框套设在一起、且每个所述固定框的外侧壁上通过连接柱竖直设置有具有弯折角度的齿条，所述驱动机构与齿条相啮合。优选的，所述活动筒的内壁上竖直开设有相对称的条形槽，位于最外面的所述活动筒与固定筒之间的其余活动筒的外侧壁上、固定筒的外侧壁上分别设置有与条形槽相适配的限位块，所述限位块设置在靠近活动筒和固定筒顶部的侧壁上，设置有所述限位块的活动筒和固定筒上设置有限位孔，所述限位孔位于限位块的下方，所述条形槽内、位于其底部设置有限位组件；当最外面的所述活动筒向上滑动至最大距离时，与最外面相邻的活动筒上的限位块抵靠在限位组件上，且限位组件上的限位柱则刚好插入到限位孔内进行限位。优选的，所述限位组件包括限位筒，所述限位筒的侧壁上开设有限位槽，所述限位槽内横向设置有与其相适配的限位柱，所述限位柱与限位筒之间通过第一弹性件连接，所述限位柱的端面为弧形，与相邻的活动筒外侧壁和固定筒的外侧壁相抵，此时第一弹性件被压缩；当所述活动筒向上滑动至限位柱与限位孔相对应时，第一弹性件压缩后的反作用力使限位柱插入到限位孔内进行限位。优选的，位于最外面的所述固定框上的齿条的底部朝向该固定框内部弯折、该齿条弯折的端面与该齿条所在的固定框的内侧壁在同一平面上，位于最里面的所述固定框上的齿条顶部朝向相邻固定框的内壁弯折，并与相邻固定框的内壁贴合；位于最里面和最外面之间的固定框上的齿条的顶部朝向相邻固定框的内侧壁弯折且贴合、底部朝向各自齿条所在的固定框内弯折并与固定框的内侧壁在同一平面上，所述固定框上均设置有供齿条穿过的缺口；所述齿条顶部和/或底部弯折的角度相同，当活动筒依次上升时，所述齿条的底部弯折部分刚好与相邻齿条的顶部弯折部分对接，同时，所述限位块刚好与限位筒的顶部相抵。优选的，所述驱动机构包括设置在收纳筒内顶部的、且相平行的滑轨，所述滑轨上设置有滑块，所述滑块上设置有固定板，所述固定板底部的一端设置有呈“L”形的支板，所述支板上设置有电机，所述支板与收纳筒的内壁之间设置有第二弹性件，所述电机的输出轴上固定有与最外面的所述齿条相啮合的齿轮，所述输出轴上、位于齿轮的两侧转动设置有导向组件，最外面的所述齿条位于导向组件内。优选的，所述导向组件包括转动设置在位于齿轮两侧的输出轴上的导向板，所述导向板另一端的端面为连接叉结构，所述连接叉上通过转动轴转动设置有第一滚轮，所述导向板相对应的内壁上设置有支撑板，所述支撑板与齿轮相对应的侧壁上分别设置有相对称支座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于全景照片的高精度导航方法，其特征在于：先建立全景照片基准特征线数据库，然后根据车辆正常行驶时所拍摄的全景照片，与基准特征线数据库进行对比，对比出结果后可立即定位。/n

【技术特征摘要】
1.基于全景照片的高精度导航方法，其特征在于：先建立全景照片基准特征线数据库，然后根据车辆正常行驶时所拍摄的全景照片，与基准特征线数据库进行对比，对比出结果后可立即定位。


2.根据权利要求1所述的基于全景照片的高精度导航装置及导航方法，其特征在于：所述基准特征线数据库的获取方式为：根据数据收集车辆顶部安装的带有GPS定位装置的全景相机，在行驶的过程中，对周围环境进行360°拍照，形成连续的带有定位数据全景照片，集合得到照片组1，对照片组1单独提取特征线形成数据库I；然后，在数据收集车辆的四周一定距离处设置不同车型的车辆，重复得到照片组1的方式得到照片组2；在照片组2中，识别出数据收集车辆四周的车辆轮廓，并将车辆轮廓至内的图像全部忽略，在照片组2中未忽略的图像中提取特征线形成数据库II。


3.根据权利要求1所述的基于全景照片的高精度导航方法，其特征在于：车辆正常行驶时全景照片的拍摄方式为：依靠GPS定位，当车辆进入复杂地形时，位于车辆顶部的全景相机开始实时拍摄前方照片，并与GPS定位数据结合，然后与数据库I对比并定位；当车辆进入复杂地形且前方有其他车辆，并且前方的其他车辆与行驶车辆之间的距离小于L0时，位于车辆顶部的全景相机开始实时拍摄前方照片，并与GPS定位数据结合，然后与数据库II对比并定位；
如果前方出现遮挡车辆无法进行定位时，通过全景相机拍摄的照片判断遮挡车辆与行驶车辆之间的高度差，执行以下步骤：
A1.以行驶车辆的车顶为水平线，如果遮挡车辆的高度低于或等于行驶车辆时，全景相机朝向一侧旋转90°，旋转过程中按照全景照片方式拍摄出全景照片，此时，该全景照片的拍摄范围为180°；如果仍然无法定位，则继续旋转，使该全景照片的拍摄范围为270°，直至360°；将最终拍摄的全景照片与提前采集的数据库I进行对比，对比出结果后可立即定位；如果最终仍然无法定位则执行步骤A2；
A2.控制导航装置提升全景相机与行驶车辆之间的高度，在该高度下配合全景相机的旋转，直至全景相机的拍摄范围为360°，最终拍摄出全景照片，再与提前采集的数据库I进行对比，对比出结果后可立即定位；
A3.如果遮挡车辆的高度高于行驶车辆时，全景相机旋转拍摄，直至拍摄范围为360°，将最终拍摄出全景照片，与提前采集的数据库II进行对比，对比出结果后可立即定位；如果无法进行定位，则执行步骤A4；
A4.控制导航装置提升全景相机与行驶车辆之间的距离，在该高度下拍摄前方照片，与提前采集的数据库II进行对比并定位，如果定位失败则执行步骤A5；
A5.在该高度下配合全景相机旋转，直至全景相机的拍摄范围为360°，最终拍摄出全景照片，再与提前采集的数据库II库进行对比，对比出结果后可立即定位。


4.基于全景照片的高精度导航装置，包括设置行驶车辆顶部且内部中空的收纳筒(1)，其特征在于：所述收纳筒(1)的顶部开设有通孔(2)，所述收纳筒(1)内设置有伸缩机构，所述伸缩机构与通孔(2)相对应，所述伸缩机构的顶部设置有位于收纳筒(1)外的全景相机(3)，所述收纳筒(1)内设置有驱动伸缩机构进行伸缩动作的驱动机构。


5.根据权利要求4所述的基于全景照片的高精度导航装置，其特征在于：所述伸缩机构包括固定在收纳筒(1)内底部的固定筒(4)，所述固定筒(4)外滑动套设有数个相互套接的活动筒(5)，位于最外面的活动筒(51)的顶部通过基座固定有所述全景相机(3)，每个所述活动筒(5)的侧壁上设置有与活动筒(5)内部相通的呈“冂”字形的固定框(6)，每个所述固定框(6)套设在一起、且每个所述固定框(6)的外侧壁上通过连接柱(7)竖直设置有具有弯折角度的齿条(8)，所述驱动机构与齿条(8)相啮合。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙婷，陈子龙，唐晶珠，曾令洲，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51