[发明专利]一种室外乡村道路场景的组合定位方法

说明书

本发明涉及一种室外乡村道路场景的组合定位方法，根据室外乡村道路场景的特殊性，首先基于道路场景情况，在树林、天桥和隧道等卫星信号较弱区域布置合适数量的超宽带(UWB)定位标签；其次利用高精定位设备对UWB定位标签进行位置标定；最后在车端搭建由全球导航卫星系统(GNSS)和UWB定位标签形成的组合定位系统，该组合定位系统包含组合定位控制器的微控制单元(MCU)，并在MCU中融合GNSS和UWB的定位信息，输出自车的最终位置信息。与现有技术相比，本发明具有成本较低、定位精确高和定位数据稳定可靠等优点。

技术领域

本发明涉及一种智能驾驶系统的组合定位方法，尤其是涉及一种室外乡村道路场景的组合定位方法。

背景技术

智能驾驶车辆的定位系统，主要使移动车辆确定当前自车所在的位置，进而根据已经规划的路径驱使车辆移动。智能汽车定位技术作为智能驾驶环境感知中的重要组成部分，是实现决策规划与运动控制的先决条件之一，也是智能交通系统中的一项共性关键技术。当前国内外移动车辆的定位方式主要包括基于电磁导航定位、光学导航定位、GNSS导航定位、激光导航定位、超宽带UWB导航定位和高精地图匹配等方式。在不同的应用场景下,智能车辆通常选用不同的导航定位系统完成自动驾驶的功能。

全球导航卫星定位GNSS是目前应用最为广泛的一种智能汽车定位方式，结合差分定位技术的不断完善和航迹推算、卡尔曼滤波等数据融合算法的改进，卫星定位方法已经能够得到比较精确的估计值。卫星信号在室内将严重被遮挡，从而导致GNSS或是北斗无法实现精准定位。室内定位主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而获取人员、物体等在室内空间中的精确位置。目前室内定位采用一种全新的、与传统通信技术有极大差异的超宽带通信新技术，不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽，从而具有穿透力强、功耗低、安全性高等优点。针对单一定位信号源的局限性，已开发多种多源信息组合定位的方法，进一步提高定位精度和扩展定位系统的应用场景。

室外乡村道路通常位于比较偏远的区域，且通勤车辆和人员相对稀少。特别地，室外乡村道路通常尽量修建在比较开阔的平原区域，该路段通常卫星信号较强，能够提供精准的定位信息，但也经过一些特殊区域包括树林、天桥、隧道等卫星信号较差的场景。针对室外乡村道路场景的特点，目前的定位方法主要表现为：

第一、单一的全球导航卫星定位GNSS在高楼区、隧道内、立交桥下以及茂密林荫道等地方，其信号常常会发生漂移，甚至完全被遮挡，定位数据的完整性与连续性得不到保障；而UWB定位适合于小区域内无遮挡的定位，在窄长的乡村道路上将需要布置大量的定位标签，性价比较低；高精地图的高精定位方式，需要采集乡村道路的地图信息，并人工后处理，同样需要投入巨大的成本。

第二、目前GNSS和UWB的组合定位通常将车辆同时置于GNSS和UWB同时覆盖的区域，并通过融合算法得到自车比较精确的位置坐标。或者，车辆从室外至室内的定位方法，该方法通常将定位系统分为两种状态，无法较好地融合两种定位数据，从而不适合用于室外乡村道路场景。

第三、视觉惯导或者激光雷达惯导的组合定位方式，容易受环境的扰动影响而出现定位失效或不准确的情况。因为在不同季节或者光线条件下，树木或草丛的外形等纹理特征信息将发生较大的变化，容易在点云或者图像匹配过程中出现误匹配的现象，而发生定位失败，同样无法适用于室外乡村道路场景。

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室外乡村道路场景的组合定位方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种室外乡村道路场景的组合定位方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：于卫星信号较弱区域布置对应数量的超宽带UWB定位标签；

步骤2：针对布置完毕的超宽带UWB定位标签进行位置标定；