[发明专利]一种车辆的组合导航方法

说明书

技术领域

本发明属于组合导航技术领域，具体涉及一种车辆的组合导航方法。

背景技术

目前，车辆、自主机器人等智能化地面交通工具对导航需求越来越高，而在城市、山谷等区域，卫星定位精度较差，甚至定位失效，因此在卫星定位不可用的环境下，自主导航系统精度是需要重点考虑的问题之一。目前，高精度惯导系统价格昂贵，且导航误差随时间发散，而里程计航位推算精度较差，且受外界条件因素干扰，所以单纯依靠某类型导航设备难以实现高精度自主导航。

为满足无卫星定位条件下的高精度导航定位需求，必须解决长时间自主定位精度问题：一方面，利用多传感器进行信息融合，实现高精度导航；另一方面，需要加入定位手段，实现对长时间导航定位误差的修正。视觉里程计是利用视觉信息，计算相机所在载体相对外界环境的行进速度，根据惯导、磁力计提供的方位信息可进行航位推算，实现相对定位功能；捷联惯导系统系统误差随时间发散，需要外界参考信息辅助修正，视觉里程计和码盘里程计是完全自主的测速手段，采用数据融合技术实现对惯性/视觉里程计/码盘里程计等多传感器导航信息的综合处理，提高自主导航系统的导航精度；观测参照物运动、光强变化、误匹配等因素影响视觉里程计的测速精度，码盘里程计会受到车辆轮胎打滑影响，通过检验和表决机制，对多传感器的测速信息进行监测，可判别传感器异常工作情况；街景地图目前已广泛应用于各个领域，同样可应用于导航定位修正，利用实拍街景地图与数据库中的街景图像进行对比，可实现对运动载体当前位置的定位，从而修正惯性/视觉里程计/码盘里程计组合导航系统的定位误差。因此，综合以上几种方法，可实现在卫星定位失效下，为车辆、自主机器人等智能化地面交通工具提供高精度的导航信息。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：现有技术中在城市、山谷等区域，卫星定位导航的精度较差，有时甚至定位失效。

本发明的技术方案如下所述：

一种车辆的组合导航方法，包括以下步骤：

步骤1、视觉里程计测速，使用视觉里程计获取车辆车辆的北向速度V_{n_OV}和东向速度V_{e_OV}；

步骤2、码盘里程计测速，使用码盘里程计获取车辆车辆的北向速度V_{n_odo}和东向速度V_{e_odo}；

步骤3、多传感器信息融合导航，使用卡尔曼滤波算法计算捷联惯导系统的个误差量，实现多传感器信息融合导航；

步骤4、传感器异常信息判别，判断视觉里程计以及码盘里程计的输出是否有异常值，并采取相应操作；

步骤5、捷联惯导系统信息修正，根据传感器异常信息判别的结果，使用卡尔曼滤波方程的计算输出，修正捷联惯导系统中的相应信息；

步骤6、街景识别定位，使用街景识别定位的结果替换捷联惯导系统中的位置信息。

优选的，步骤1中所述视觉里程计为双目相机，测速的具体方法为：

设灰度图像区域内有n个点集Q₁,Q₂,…Q_n，任一点集的灰度方差为G_i(i＝1,2,…,n)，而点集Q_i(i＝1,2,…,n)中包含m个点q_j(j＝1,2,…,m)，对应的灰度值为g_j(j＝1,2,…,m)，则点集Q_i的灰度方差G_i为

Q是待测距的特征点，其到相机的垂直距离为h，在左右相机上形成的像点分别是Q₁和Q₂；b是双目相机的基线长，f是焦距，(x₁-x₂)是Q点在左右两幅图像上像点的位置差，又称为视差；

利用相似三角形性质，可得Q点到双目相机的h距离为：