[发明专利]一种基于GNSS的车道采集建模系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于GNSS的车道采集建模系统及方法，该系统包括GNSS位置采集单元、动力学坐标标定单元、局部车道建模单元和环境标定单元，所述的GNSS位置采集单元分别与动力学坐标标定单元、局部车道建模单元和环境标定单元连接，所述的系统还包括车道信息融合单元及与局部车道建模单元连接的车道附加信息单元，所述的车道信息融合单元分别与动力学坐标标定单元、车道附加信息单元和环境标定单元连接。与现有技术相比，本发明能够在不使用IMU、激光雷达、摄像头等设备的情况下通过GNSS设备进行车道信息采集，同时利用车道线、路面动力学坐标和周围环境坐标建立完整的车道模型。

技术领域

本发明涉及一种车道采集建模系统及方法，尤其是涉及一种基于GNSS的车道采集建模系统及方法。

背景技术

无人驾驶车辆能够在指定区域内按照固定路线行驶，这需要车辆定位系统为车辆提供精确的位置信息，全球卫星导航系统(GNSS)能全球、全天候、实时地提供定位、测速和授时等服务，一般的定位系统采用GNSS定位设备实现对车辆的准确定位，但树木或建筑遮挡会导致GNSS信号减弱或者失效，不能够实现准确的定位，惯性测量单元(IMU)能够测量加速度和角速度，但存在零偏、温漂、随机游走等误差，视觉传感器能够根据车道线进行车辆定位，但是受到车道线清晰度、光照条件等影响。

目前的高精度地图通常采用GNSS、IMU、激光雷达和摄像头等实现车道数据的采集，其数据包含道路网的精确三维表征和很多语义信息。但是这些车道建模设备昂贵，没有考虑信号遮挡、照明条件和路面不平等因素。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于GNSS的车道采集建模系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于GNSS的车道采集建模系统，所述的系统包括GNSS位置采集单元、动力学坐标标定单元、局部车道建模单元和环境标定单元，所述的GNSS位置采集单元分别与动力学坐标标定单元、局部车道建模单元和环境标定单元连接，所述的系统还包括车道信息融合单元及与局部车道建模单元连接的车道附加信息单元，所述的车道信息融合单元分别与动力学坐标标定单元、车道附加信息单元和环境标定单元连接；

所述的GNSS位置采集单元用于获取车道线的相对位置坐标，所述的局部车道建模单元用于对局部车道进行拟合建模，所述的车道附加信息单元用于在局部车道模型上标定车道线类型信息和车道线质量信息，所述的动力学坐标标定单元用于标定车道不平区域信息和减速带信息，所述的环境标定单元用于标定道路周围的弱GNSS区域信息和夜间车道的弱光照区域信息，所述的车道信息融合单元用于将局部车道模型整合为整体车道模型、在整体车道模型上附加动力学坐标标定单元标定的信息和环境标定单元标定的信息，并输出整体车道模型。

所述的GNSS位置采集单元包括GNSS绝对位置采集模块、采集点处理模块和坐标转换模块，所述的采集点处理模块与GNSS绝对位置采集模块连接，所述的GNSS绝对位置采集模块与坐标转换模块连接；

所述的GNSS绝对位置采集模块用于选择采集点并获取采集点上的经纬度信息，所述的采集点处理模块用于对采集点数据进行筛选处理，所述的坐标转换模块用于将GNSS绝对坐标转化为相对位置坐标，所述的坐标转换模块具体为：

采集点到地球质心的距离ρ为：

当地东西向坐标X为：

X＝ρ×cos(L)×dλ

当地南北向坐标Y为：

Y＝ρ×dL

其中，R_0为赤道半径，R_p为极点半径，L为当地纬度，dλ为相对经度，dL为相对纬度。

所述的局部车道建模单元包括车道拟合模块和阈值判断模块，所述的车道拟合模块与阈值判断模块连接；