[发明专利]一种基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法

权利要求书

1.一种基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、通过GNSS/INS组合导航定位获得载体的概略位置及精度评定指标；

步骤2、通过视觉辅助识别车道线、确定载体所在车道；

步骤3、结合高精度地图形成载体位置区域约束方程，辅助组合导航滤波解算；

其中，所述步骤3中，所述结合高精度地图形成载体位置区域约束方程，辅助组合导航滤波解算包括：

通过高精度地图获得所述载体所在车道两侧车道线的坐标序列；

通过拟合所述坐标序列建立所述载体所在车道两侧车道线的数学模型；

根据所述数学模型建立载体位置约束不等式；

结合所述载体的概略位置及所述精度评定指标，建立误差模型，得到误差方程式；

联立所述载体位置约束不等式和所述误差方程式，采用积极集法进行卡尔曼滤波更新，得到定位定姿结果。

2.根据权利要求1所述的基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，其特征在于，所述步骤1中，在GNSS信号受到干扰的情况下，通过GNSS定位解算获得所述载体的概略位置及位置方差，将所述位置方差作为所述精度评定指标；

在GNSS信号完全不可用的情况下，通过INS滤波递推获得所述载体的概略位置及滤波方差，将所述滤波方差作为所述精度评定指标。

3.根据权利要求2所述的基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，其特征在于，所述GNSS信号受到干扰的情况包括载波跟踪正常的情况和载波失锁的情况；

在所述载波跟踪正常的情况下，通过精密定位算法解算载体的浮点解；所述精密定位算法包括实时载波差分定位模式、精密单点定位模式；

在所述载波失锁的情况下，通过伪距定位算法解算标准定位解；所述伪距定位算法包括实时伪距差分定位模式、标准单点定位模式。

4.根据权利要求1所述的基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，其特征在于，所述步骤2中，所述通过视觉辅助识别车道线采用图形特征法和模型匹配法结合的识别方案，所述识别方案包括:

通过相机采集路面图像，利用车道线与周围路况的图像特征的差异，初步识别车道线；

根据车道线的结构化特征，建立车道线模型，识别车道线模型参数；结合所述车道线模型参数和所述初步识别车道线，剔除识别误差点，填补车道线的结构误差区域，检核识别的车道线。

5.根据权利要求4所述的基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，其特征在于，所述车道线模型包括直线、双曲线、样条曲线车道线模型。

6.根据权利要求4或5所述的基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，其特征在于，检核识别车道线之后，识别出车道数，并根据所述载体与各车道线的相对位置关系，确定所述载体所在的车道及所述载体两侧的车道线范围。

7.根据权利要求1所述的基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，其特征在于，所述载体所在车道两侧车道线的数学模型为：

式中：表示纬度，λ表示经度，A、B为2次项系数，C、D为1次项系数，R为常数项系数。

8.根据权利要求7所述的基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，其特征在于，所述载体位置约束不等式为：

所述载体位置约束不等式描述载体所在车道平面区域范围。

9.根据权利要求1所述的基于视觉和高精度地图车道线约束的组合导航方法，其特征在于，所述误差方程式为：

式中：

表示载体概略纬度，λ₀表示载体概略经度，

E、F分别表示定位误差的极大值与极小值，E、F作为误差椭圆长短半轴长度，

D_λ表示纬度、经度方差，为经纬度的协方差，

θ表示长半轴与轴正方向的夹角，