[发明专利]一种用于基于路基磁钉的车辆局部定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于路基磁钉的车辆局部定位方法，具体地，涉及一种利用路面铺设磁钉和车载传感器来获取车辆在局部坐标系中的相对位置的方法。

背景技术

现有的磁导航方法主要分为两大类：一类是前馈反馈控制的经典方法，另一类是基于地图的方法。前馈反馈控制方法由于系统稳定性的问题，需要在车前和车尾按照两排磁传感器来稳定系统。这类方法实际上是以前后两排磁传感器来预测前方参考轨迹信息，从而获得一定程度上的前瞻距离。基于地图的方法的基本思路是根据车辆当前所处磁钉编号来从先验地图中获得前方道路的信息，从而实现前瞻距离较大的预瞄控制。两类方法在应用上，前者只能在曲率较小且曲率突变小的场景下使用，而后者则可以应用于各类交通场景。在实现上，前者需要安装两排磁传感器，而后者仅需要一排，但后者需要建立精度较高的地图，而且在车辆启动阶段需要用GPS等设备初始化其位置，以粗略估计车辆下方磁钉的编号。

发明内容

针对现有这类应用，本发明的目的是提出一种基于路基磁钉的车辆局部定位方法来解决在较小曲率环境中对磁钉路线没有任何信息情况下的车辆行驶问题，从而可以省去GPS等初始定位设备。这种情形往往发生在车辆启动阶段。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案。

提出一种基于路基磁钉的车辆局部定位方法，包括路基磁钉、车体、磁尺、航位推算传感器和相对定位算法。

所述路基磁钉铺设在路面表面，确定车辆的形势参考轨迹。

所述车体承载传感器和控制器来实现无人驾驶的功能。

所述磁尺用于检测磁钉，并计算磁钉相对于磁尺的横向偏差。

所述航位推算传感器用来检测车辆移动的里程和转过的角度，并用于将车辆坐标系从一个时刻变换到另一时刻。

所述相对定位算法在硬件传感器的基础上完成车辆的局部定位。

具体地，所述相对定位算法包括磁钉检测算法、横向偏差计算算法、磁钉跟踪算法和局部道路模型计算算法。

所述磁钉检测算法是根据磁尺数据判断磁尺下方是否有磁钉。

所述横向偏差计算算法，算法根据曲线拟合的思想来拟合磁尺的数据，得到磁钉相对于磁尺的横向偏差。

所述磁钉跟踪算法是对每一个经过磁尺的磁钉进行跟踪，当检测到磁钉并计算出该磁钉的横向偏差后，该磁钉在当前车辆坐标系下的坐标就是已知的了。然后随着车的运动，根据航位推算机制来反推算该磁钉在后续每一个时刻在车辆坐标系下的坐标。从而实现对于该磁钉的跟踪。当对每一个经过磁尺的磁钉进行跟踪后，可以得到若干个磁钉在当前车辆坐标系下的坐标。

所述局部道路模型计算算法是用已知形式的道路模型来拟合被跟踪的若干磁钉，并得到反映当前道路信息的模型曲线方程。该曲线方程将给用来预测前方道路信息和设计车辆控制算法。

与现有技术相比，所提出的基于路基磁钉的车辆局部定位方法，能够在只装一排磁传感器的情况下，解决小曲率道路上车辆的磁导航问题。所提方法可以弥补基于地图方法的不足，尤其是车辆的启动阶段到实现初始定位时间段的较好的导航方式。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明所提基于路基磁钉的车辆局部定位方法实施例示意图；

图中：1为车体，2为磁尺，3为被跟踪的磁钉，4局部道路模型曲线，5为预测的预瞄点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示为本实施例的方案示意图。本发明所提方法依赖于车体1、磁尺2、路面磁钉3和航位推算传感器（图中未画出）。磁尺用于检测磁钉和计算磁钉相对于磁尺的横向偏差。航位推算传感器用来进行航位推算，并将上一时刻的车辆坐标系下的信息变换到本时刻的车辆坐标系下。方法的工作过程如下。