[发明专利]利用多路径进行户外定位的基于无线的视觉定位

说明书

一种汽车车辆的基于无线的视觉定位系统包括汽车车辆，该汽车车辆具有无线电接收器。地图包含接入点（AP）的候选位置和接入点对应的媒体访问控制（MAC）ID。无线距离传感器确定对汽车车辆可见的各个被检测AP的不同距离。图像采集特征识别对汽车车辆可见的图像数据。实时特征匹配元件将由图像采集特征识别的特征与来自地图的数据进行匹配。过滤器接收来自实时特征匹配元件的输出以生成汽车车辆位姿。

技术领域

引言

本公开涉及使用无线技术的车辆定位系统。

背景技术

无线信号和视觉特征被单独地用于定位和在地图上标出（mapping）。使用无线信号进行定位通常需要在使用之前将无线基础设施准确地在地图上标出。使用无线信号的针对包括汽车车辆在内的车辆的全球定位系统（GPS）操作提供了无线基础设施，但可能受到环境状况的负面影响，包括建筑物、结构、反射表面等。如果车辆环境包含减少对无线信号的准确使用的负面环境状况，则汽车车辆的精确位置或位姿（pose）是必要的。

多路径也被已知为降低基于无线的定位系统的性能。在无线和无线电通信中，多路径是一种传播现象，其导致信号通过两条或更多条路径到达接收天线。多路径的造成原因包括大气波导、电离层反射和折射、以及从水体和陆地物体（诸如，山脉和建筑物）的反射。当同一信号通过多于一条路径被接收时，多信号路径接收可产生接收的信号的干扰和相移，且因此使用接收的信号可生成汽车车辆的不准确位置。破坏性干扰引起衰减，这可能引起无线信号在某些地区中变得太弱而无法被充分地接收。

因此，虽然目前的汽车车辆定位系统实现了其预期目的，但需要一种新的和改进的汽车车辆定位系统。

发明内容

根据数个方面，一种汽车车辆的基于无线的视觉定位系统（visual wireless-based positioning system）包括汽车车辆，该汽车车辆具有无线电接收器。地图（map）包含接入点（AP）的候选位置和接入点对应的媒体访问控制（MAC）ID，并且该地图识别信号反射体。无线距离传感器（range sensor）确定对汽车车辆可见的各种被检测AP的不同距离。图像采集特征识别对汽车车辆可见的图像数据。实时特征匹配元件将由图像采集特征识别的特征与来自地图的数据进行匹配。过滤器接收来自实时特征匹配元件的输出以生成汽车车辆位姿。

在本公开的另一方面中，对于不同距离中的各个距离进行MAC关联；并且传感器融合模块融合来自GPS接收器、IMU传感器和云计算位置的定位输入，以产生限定汽车车辆位姿的精确位置最终输出。

在本公开的另一方面中，对来自MAC关联的输出执行LOS-NLOS关联以解决多个AP位置之间的模糊性，从而确定哪个被识别AP是“真实的”AP。

在本公开的另一方面中，数据采集特征，由数据采集特征采集的数据包括来自车辆惯性测量单元（IMU）、车辆轮速传感器（WSS）和全球定位系统（GPS）装置中的至少一者的操作和位置数据。

在本公开的另一方面中，图像特征提取功能接收图像数据，以判断数据库内容是否能够被信任以获得可信的和可靠的信息。

在本公开的另一方面中，图像采集特征包括位于汽车车辆中的相机和LIDAR部件中的至少一者。

在本公开的另一方面中，地图包括：信号反射体的位置，其限定无线信号可从其反射的表面；以及语义数据，其识别道路、建筑物和交叉路口。

在本公开的另一方面中，无线电接收器将距离测量值作为视线（LOS）或非视线（NLOS）测量值提供给不同的AP。

在本公开的另一方面中，地图进一步包括从包括例如尺度不变特征变换（SIFT）、加速鲁棒特征（SURF）的系统开发的图像特征及其坐标。

在本公开的另一方面中，信号反射体包括限定标志的表面的第一表面、限定建筑物的墙壁的第二表面、以及限定视觉特征的第三表面中的至少一者。