[发明专利]车道标记定位和融合

说明书

所公开的技术的各种实施例提供了一种用于迭代车道标记定位的系统和方法，该系统和方法可以由在车道内行进的自主车辆或半自主车辆利用。在实施例中，该系统包括：定位设备，以确定车辆的地理地点；数据库；区域地图；响应地图；多个摄像头；以及与定位设备、数据库和摄像头连接的计算机。该计算机适于：接收与指定的地理地点相对应的区域地图；通过从摄像头接收与车辆所处的环境有关的信息，识别由摄像头观察到的车道标记以及在响应地图上绘制识别出的车道标记来生成响应地图；将响应地图和区域地图进行比较；以及基于响应地图和区域地图的比较迭代地生成预测的车辆地点。

相关申请的交叉引用

本专利文件要求于2018年2月14日提交的标题为“车道标记定位和融合”的第15/896,077号美国专利申请以及于2018年11月8日提交的标题为“车道标记定位和融合”的第16/184,926号美国专利申请的优先权和权益。上述专利申请的公开内容通过引用并入本文，作为本文件的公开内容的一部分。

技术领域

本专利文件涉及GPS定位，并且更具体地，涉及用于在道路上融合定位的系统和方法。

背景技术

全球定位卫星(“GPS”)技术被广泛用作在道路上定位汽车的手段。随着自主驾驶和半自主驾驶汽车的发展，准确地知道在道路中的车辆的位置变得至关重要。例如，沃尔沃(Volvo)和特斯拉(Tesla)的自动驾驶汽车已经由褪色的车道标志和其它破旧的路况而被轻易地混淆了。此外，当前的GPS技术是不准确的。为了实现全自主的自动驾驶车辆，需要计算机能够以高精度确定在道路内的车辆的横向位置。附加地，高级驾驶辅助系统(“ADAS”)将从该功能中受益匪浅。例如，通过准确地知道车道内的车辆的横向位置，可以大大受益于车道保持辅助(“LKA”)系统、车道偏离警告(“LDW”)系统以及车道变更辅助系统。ADAS系统的其它示例包括自适应巡航控制、自适应灯光控制、防抱死制动系统、自动化停车、盲点监控、防碰撞系统、路口检测、车道偏离警告系统、停车传感器、转向辅助以及错误驾驶警告。

车辆可以利用各种等级的自主驾驶。例如，第一级自主驾驶可以在一些驾驶任务(诸如，转向或发动机加速/减速)期间辅助驾驶员。当驾驶员监控驾驶环境并且控制剩余的驾驶任务时，第二级自主驾驶可以进行一些转向和加速/减速。这种系统被称为部分自动化系统。第三级自主驾驶可以进行驾驶任务并且监控驾驶环境，但是当自主系统请求时，驾驶员必须准备好重新获得控制权。这种系统通常被称为有条件的自动化系统。第四级自主驾驶可以驾驶车辆并且监控道路状况；驾驶员无需控制但是系统只能在特定条件和环境下运行，诸如工厂内部、封闭的道路上或边界区域内。这种系统被称为高度自动化系统。第五级自主驾驶可以在所有驾驶条件下执行所有驾驶和道路监控任务。这种系统被称为全自动系统。

当前技术依赖于GPS技术来确定在道路内的车辆的横向位置。然而，这种方法容易产生较大的漂移——在技术误差范围内的车辆周围的横向区域。给定系统中的漂移量取决于许多因素，包括信号强度和所使用的GPS硬件的精度。针对普通消费者的典型GPS设备的漂移大约为10米。即使利用具有最佳信号强度的最精密仪器，系统也会出现1-2米或更大漂移，这对于自动驾驶车辆是不可接受的。

为了提高GPS定位的准确性，当前技术还采用了惯性测量单元(“IMU”)。IMU是一种可以使用加速度计和陀螺仪的组合来测量和报告车辆的比力和角速度的电子设备。然而，即使在利用IMU进行扩充时，当前的横向定位方法和系统仍会经历大量的漂移。为了使这种系统在自动驾驶车辆中有用，分辨率需要大约为10cm或更小。

因此，需要一种可以利用GPS信息并且以高精度确定道路内的车辆的横向位置的系统。迄今为止，这种需求仍未得到满足。

发明内容