[发明专利]一种基于惯性导航的无人车变道控制方法

说明书

本发明公开了一种基于惯性导航的无人车变道控制方法，首先利用车辆前端车流量信息判断最优车道，然后根据GPS定位系统接收卫星信号数量的多少，结合惯性导航完成无人车变道行驶，对于GPS信号较弱或者消失后，通过结合惯性导航，通过惯性导航的方式使得无人车能够在GPS信号较弱或没有GPS信号的情况下，快速、安全地通过交叉路口，避免了因为GPS信号强度的变化而影响车辆的正常行驶变道，保证了无人车行驶的安全性，惯性导航系统提供的连续位置和速度信息可以保持很高的精确度，利用GPS卫星定位和惯性导航构建一个组合型差分定位导航系统，为无人车辆提供连续的高精度定位导航服务。

技术领域

本发明涉及智能交通的车辆导航技术，特别涉及一种基于惯性导航的无人车变道控制方法。

背景技术

如今，智能交通系统(ITS)和无人驾驶技术的发展使无人配货成为可能，并实现高效安全的服务。智能交通系统可以使用卫星定位导航系统，通过卫星为地面车辆提供位置服务。目前，车载卫星定位导航接收机只能依靠自身接收卫星信号来完成单点定位，其位置精度通常在几米到十几米之间。这种级别的精度可以用于普通导航，但是对于无人配货业务来说，这种定位方法的定位精度就存在显著不足。

卫星实时差分定位技术是一种为动态终端提供精密定位的卫星差分定位技术，能够获得高达厘米级别的定位精度。

虽然卫星实时差分定位可以给车辆提供高精度的定位服务，但是如果单独依赖卫星定位，一旦车辆进入隧道、高架桥或者建筑物密集的区域，卫星信号被建筑物、桥梁或者隧道所阻挡，车辆将很难获得精确的定位信息。此外，无线通信在传输信号的过程中也可能出现数据丢包的情况，此时车辆将无法获得基站发送的差分数据，从而无法进行差分定位，导致车辆不能获得精确的定位信息。因此在在丢失卫星信号的情况下，卫星定位技术难以全程为车辆提供高精度的定位服务。

惯性导航系统是以陀螺仪和加速度计作为惯性元件的导航系统，并根据陀螺仪和加速度计的测量值解算出载体在导航坐标系中的姿态角、速度和位置。其缺陷是输出的位置误差会随着时间的积累而增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于惯性导航的无人车变道控制方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于惯性导航的无人车变道控制方法，包括以下步骤：

步骤1)，实时获取车辆前方车流量信息，根据车流量信息识别最优车道；

步骤2)，判断车辆GPS定位系统接收卫星信号数量，如果接收到少于四个卫星信号，则启动惯性导航，如果接收到不少于四个卫星信号，则进行下一步；

步骤3)，判断车辆GPS信号接收卫星信号强度，如果GPS信号载噪比值不小于阈值,则根据车辆当前位置和步骤1)中识别的最优车道规划导航路径，如果GPS信号载噪比值小于阈值，则启动惯性导航。

进一步的，步骤1)中，通过实时图像采集获取车辆前方车流量信息，通过车辆位置选取距离车辆最近、车辆数目最少的车道区域为最优车道。

进一步的，采用双目相机获得目标车道的立体图像，图像处理单元对获取的目标车道的左、右立体图像进行预处理，根据所述预处理的图像，获取车辆数目少的车道区域信息和车辆的当前位置，选取距离所述车辆最近的、车辆数目少的车道区域，即为最优车道，由公式(1)计算目标车道上车辆距双目相机的距离：

其中，Z为目标车辆到双目相机的距离，f为双目相机的焦距，B为左右双目相机中心线之间的距离，x_L和x_R表示目标车辆与左右双目相机连线与x轴交点的坐标。

进一步的，通过对接收到的卫星信号的处理获得卫星的星历数来判断接收到的信号数量。