用于包含绝对及相对坐标的车辆导航及领航的系统及方法技术方案

本发明专利技术揭示一种在车辆中使用的导航系统。所述系统包含绝对位置传感器，例如ＧＰＳ，以及一个或一个以上额外的传感器，例如相机、激光扫描仪或雷达。所述系统进一步包括数字地图或数据库，所述数字地图或数据库包含关于所述车辆的周围对象中的至少某些对象的记录。这些记录可包含相对位置属性及传统的绝对位置。当所述车辆移动时，传感器感测到这些对象中的至少某些对象的存在并测量所述车辆的到所述对象的相对位置。使用此信息连同所述绝对位置信息及所添加的地图信息来确定所述车辆的位置且支持例如增强的驾驶方向、碰撞避免或自动辅助驾驶等特征。根据一实施例，所述系统还允许在无需借助于存储绝对位置信息的情况下使用相对定位给某些对象赋予属性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体来说涉及数字地图、地理定位系统及车辆导航，且更特定来说涉及用 于使用绝对及相对坐标的车辆导航及领航的系统及方法。
技术介绍
在过去的几年内，导航系统、电子地图(本文中也称为数字地图)及地理定位装 置已越来越多地用于车辆中以用各种导航功能来帮助驾驶员。此类导航功能的实例包 含确定车辆的总体位置及定向；找出目的地及地址；计算最优路线；及提供实时驾 驶引导，其中包含接入公司列表或黄页。导航系统通常将街道网络描绘为包含大致沿 每一街道中央延伸的中心线的一系列线段。因此移动中的车辆通常将接近或相对于所 述中心线定位所述地图上。某些早期的车辆导航系统(例如美国专利第4,796,191号中所描述的车辆导航系 统)主要依赖于相对位置确定传感器连同"航位推测"特征来估计车辆的当前位置及 航向。此技术倾向于累积少量的位置误差，所述位置误差可部分地用"地图匹配"算 法来校正。所述地图匹配算法将车辆的计算机所计算的经航位推测位置与街道的数字 地图进行比较，以在所述地图的街道网络上找出最适当点，如果此点确实能被找到的 话。所述系统接着更新车辆的经航位推测位置以匹配地图上据推测更准确的"经更新 位置"。通过引入价格合理的地理定位系统(GPS)卫星接收器硬件，可将GPS接收器或GPS单元添加到导航系统以接收卫星信号并使用所述信号来直接计算车辆的绝对位置。然而，通常仍使用地图匹配来消除所述GPS接收器内及所述地图内的误差，并向驾驶员更准确地显示其在所述地图上的位置。尽管在全球或大幅度卫星技术上极为准确，但在本地或小幅度上的确仍存在小的位置误差。这主要是因为GPS接收器可经历间断的或不良的信号接收，且还是因为街道的中心线表示及来自GPS接收器的经测量位置两者都仅可精确到数米内。较高性能的系统使用航位推测与GPS的组合来减少位置确定误差，但即便使用此组合，仍可发生数米或更大等级的误差。可添加惯性传感器来提供中等距离上的益处，但在较大距离上，即便是具有惯性传感器的系统也会累积误差。然而，尽管车辆导航装置已随时间逐步改进，变得更准确、富有特征、更便宜且受欢迎；但其仍无法达到对机动车行业日益增长的要求，特定来说，预期将来的应用将需要较高的位置准确度以及更为详细、准确及富有特征的地图。在此环境下，消费者导航系统的当前产生内约5到IO米的准确度是远远不够的，且需要更多倍准确的系统。然而，至今尚未发现任何适合的解决办法。
技术实现思路
本文中揭示一种供用于车辆中的导航系统。所述导航系统包含绝对位置传感器，例如GPS，以及一个或一个以上额外传感器，例如相机、激光扫描仪或雷达。所述导航系统进一步包括包含车辆周围对象(其中包含车道标记、街道标志及建筑物)中的至少某些对象的记录以及诸如街道中心线、街道名称及地址等传统信息。这些记录包含相对位置属性以及传统绝对位置。当车辆正在移动时，额外的传感器可感测到这些对象中的至少某些对象的存在，且可测量车辆的到所述对象的相对位置。接着使用此传感器信息以及绝对位置信息及所添加地图信息来确定车辆的准确位置，且在必要时支持若干特征，例如增强的驾驶方向或碰撞避免，或甚至是计算机辅助驾驶或领航。根据实施例，所述系统还允许在无需借助于存储绝对位置信息的情况下使用相对定位为某些对象赋予属性。附图说明图1显示可使用根据本专利技术实施例使用绝对及相对坐标的车辆导航的环境的图解。图2显示根据本专利技术实施例用于使用绝对及相对坐标的车辆导航的系统的图解。图3显示根据本专利技术实施例包含绝对及相对坐标的地图信息的数据库的图解。图4显示根据本专利技术实施例用于使用绝对及相对坐标进行导航的方法的流程图。图5显示根据本专利技术实施例用于使用绝对及相对坐标的导航的方法的另一流程图。图6显示根据本专利技术实施例使用车辆导航系统及方法的环境的更详细图解。图7显示用于根据本专利技术实施例使用绝对及相对坐标的导航的方法的另一流程图。图8显示根据本专利技术实施例可使用车辆导航来辨别车道定位的环境的图解。图9显示根据本专利技术实施例可使用车辆导航来辨别车道定位的环境的图解。图10显示根据本专利技术实施例可使用车辆导航来辨别车道定位的环境的图解。具体实施例方式在过去几年内，导航系统、电子地图(本文中也称为数字地图)及地理定位装置已越来越多地用于车辆中以用各种导航功能辅助驾驶员。此类导航功能的实例包含-确定车辆的总体位置及定向；找出目的地及地址；计算最优路线(可能借助于实时交通信息的辅助)；及提供实时驾驶引导，其中包含接入公司列表或黄页。导航系统通常将街道网络描绘为包含大致沿每一街道中央延伸的中心线的一系列线段。因此移动中的车辆通常将接近或相对于所述中心线共同定位在所述地图上。某些早期的车辆导航系统主要依赖于相对位置确定传感器连同"航位推测"特征来估计车辆的当前位置及航向。此技术倾向于累积少量的位置误差，所述位置误差可部分地用"地图匹配"算法来校正。所述地图匹配算法将车辆的计算机所计算的经航位推测位置与街道中心线的数字地图进行比较，以在所述地图的街道网络上找出最适当点，如果此点确实能被找到的话。所述系统接着更新车辆的经航位推测位置以匹配地图上据推测更准确的"经更新位置"。通过引入价格合理的地理定位系统(GPS)卫星接收器硬件，可将GPS接收器或GPS单元添加到导航系统以接收卫星信号并使用所述信号来直接计算车辆的绝对位置。然而，通常仍使用地图匹配来消除所述GPS接收器内及所述地图内的误差，并向驾驶员更准确地显示其在地图上的位置(或相对位置)。尽管在全球或大幅度卫星技术上极为准确，但在本地或小幅度上的确仍存在小的位置误差。这主要是因为GPS接收器可经历间断的或不良的信号接收或信号多路径，且还是因为街道的中心线表示及GPS系统的实际位置两者都仅可精确到数米内。较高性能的系统使用航位推测(DR)/惯性导航系统(INS)与GPS的组合以减少位置确定误差，但即便是使用此组合，仍可发生数米或更大等级的误差。惯性传感器可提供中等距离上的益处，但在较大距离上，即便是具有惯性传感器的系统也会累积误差。引言尽管车辆导航装置已随时间逐步改进，变得更准确、富有特征、更便宜且受欢迎；但其仍无法达到对机动车行业日益增长的要求，特定来说，预期将来的车辆导航应用需要较高的定位准确度以及更为详细、准确及富有特征的地图。这些应用的实例包含 向车辆添加可由改善的映像能力支持的更精确的导航引导特征并为驾驶员提供更好的可用性及便利性。添加各种安全应用，例如碰撞避免，所述安全应用又取决于准确地知晓对车 辆相对于附近其它移动及固定的对象(其中包含其它车辆)的车辆的位置及 航向。在此环境下，消费者导航系统的当前产生内约5到10米的准确度是远远不够的， 且需要更多倍准确的系统。为满足这些将来的需要，机动车行业正寻求改善数字地图的准确度及车上位置确定(例如GPS等)传感器的准确度的方式。举例来说，机动车行业现在正研发低成本且高性能的对象检测传感器，所述传感 器可感测其中安装了所述传感器的移动的机动车附近范围内对象的存在、位置及方位。 此类传感器包含相机(摄像机与照相机两者)、雷达及激光扫描仪，以及其它类型的 传感器。若干年来，已将这些传感器的实例用于停车辅助(即距离)传感器中。业内 同样已表露出对可用于区分车道分隔线或其它车辆的自动实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用绝对及相对坐标的车辆导航的系统，其包括：　地图数据库，其含有关于多个对象的信息，包含所述对象的绝对地理位置及相对空间位置；　绝对位置传感器，其由所述系统使用来确定所述车辆的初始绝对地理位置；　一个或一个以上传感器可确定所述 车辆附近的物理对象的存在及相对方位，所述物理对象还被作为所述地图数据库中的对应对象加以参考；及　导航逻辑，其使用所述车辆的绝对地理位置来确定应选择所述地图数据库中的所述多个对象中的哪一者，且接着使用所述选定对象的空间坐标连同所述物理对象相 对于所述车辆的所述相对方位来确定准确的车辆位置以供在车辆导航中使用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔特B扎沃利，
申请(专利权)人：电子地图北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]