一種定位導航系統及車輛的制作方法

本發明涉及車輛定位技術領域，特別是涉及一種定位導航系統及車輛。

背景技術：

目前汽車上采用的多為網絡定位導航系統，網絡定位導航系統是多傳感器融合慣性導航系統的導航組合模塊，該模塊基于GNSS(Global Navigation Satellite System，全球衛星導航系統)和慣性測量單元(IMU)，通過最優卡爾曼濾波技術進行數據融合，輸出組合定位導航信息，提升導航環境適應性，獲得高性能導航能力。

通過對網絡定位導航系統的大量路測試驗，結果表明：在高層建筑群附近，GNSS衛星信號遮擋嚴重，網絡定位導航系統給出的定位結果與實際路線有較大偏差，且當汽車進入地下停車場等遮蔽場所時，GNSS信號中斷，無法定位。

因此，如何提供一種解決上述技術問題的定位導航系統及車輛是本領域技術人員目前需要解決的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種定位導航系統，不受網絡信號強弱的影響，在一些特殊條件下，例如網絡定位導航系統的GPS信號弱或者無法GPS信號中斷時，依然能夠持續對車輛進行精準的定位導航，提高了車輛定位導航的精度；本發明的另一目的是提供一種包括上述定位導航系統的車輛。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種定位導航系統，應用于車輛，該系統包括：

路況信息采集模塊，用于采集所述車輛所在的路況信息；

定位工控機，用于依據所述路況信息以及所述定位工控機自身存儲的3D地圖生成第一定位信息；

中央控制器，用于依據所述第一定位信息得到所述車輛的導航信息。

優選地，所述依據所述路況信息以及所述定位工控機自身存儲的3D地圖生成第一定位信息的過程具體為：

對所述路況信息進行特征點檢測和識別；

通過地圖匹配算法計算所述特征點的三維信息；

依據所述特征點的三維信息生成三維制圖；

將所述三維制圖中的特征點與3D地圖中的特征點進行匹配和定位，得到所述第一定位信息。

優選地，所述特征點包括車道線、行人、障礙物以及交通標示。

優選地，該系統還包括：

網絡定位導航系統，用于輸出所述車輛的第二定位信息；

則所述定位工控機還用于依據所述第一定位信息以及所述第二定位信息得到所述車輛的綜合定位信息；

所述中央控制器，用于依據所述綜合定位信息得到所述車輛的導航信息。

優選地，該系統還包括：

交換機，用于將所述路況信息采集模塊采集的路況信息傳送至所述定位工控機，并將所述定位工控機輸出的綜合定位信息傳送至所述中央控制器。

優選地，所述路況信息采集模塊為雙目相機。

優選地，所述路況信息采集模塊為單目相機。

為解決上述技術問題，本發明還提供了一種車輛，包括如上述所述的定位導航系統。

本發明提供了一種定位導航系統及車輛，該系統包括路況信息采集模塊，用于采集車輛所在的路況信息；定位工控機，用于依據路況信息以及定位工控機自身存儲的3D地圖生成第一定位信息；中央控制器，用于依據第一定位信息得到車輛的導航信息。本發明提供的定位導航系統及車輛，在對車輛進行定位導航時，依據利用路況信息采集模塊以及已經預先存儲的高精度的3D地圖得到的第一定位信息來得到車輛的導航信息，不受網絡信號強弱的影響，在一些特殊條件下，例如網絡定位導航系統的GPS信號弱或者無法GPS信號中斷時，依然能夠持續對車輛進行精準的定位導航，提高了車輛定位導航的精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對現有技術和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的一種定位導航系統的結構示意圖；

圖2為本發明提供的一種定位導航系統的工作原理圖。

具體實施方式

本發明的核心是提供一種定位導航系統，不受網絡信號強弱的影響，在一些特殊條件下，例如網絡定位導航系統的GPS信號弱或者無法GPS信號中斷時，依然能夠持續對車輛進行精準的定位導航，提高了車輛定位導航的精度；本發明的另一核心是提供一種包括上述定位導航系統的車輛。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參照圖1，圖1為本發明提供的一種定位導航系統的結構示意圖，該系統包括：

路況信息采集模塊1，用于采集車輛所在的路況信息；

作為優選地，路況信息采集模塊1為雙目相機。

作為優選地，路況信息采集模塊1為單目相機。

具體地，這里的路況信息采集模塊1除了可以為雙目相機、單目相機外，還可以為多目相機等其他類型的相機，本發明在此不作特別的限定。

定位工控機2，用于依據路況信息以及定位工控機2自身存儲的3D地圖生成第一定位信息；

具體地，這里的3D地圖記錄的是場景的三維信息，比現有技術中常見的二維地圖精度高，是預先存儲至定位工控機2的。

作為優選地，依據路況信息以及定位工控機2自身存儲的3D地圖生成第一定位信息的過程具體為：

對路況信息進行特征點檢測和識別；

通過地圖匹配算法計算特征點的三維信息；

依據特征點的三維信息生成三維制圖；

將三維制圖中的特征點與3D地圖中的特征點進行匹配和定位，得到第一定位信息。

作為優選地，特征點包括車道線、行人、障礙物以及交通標示。

另外，這里的特征點還可以包括其他路況信息，能實現本發明的目的即可。

下面以路況信息采集模塊1為雙目相機為例對依據路況信息以及定位工控機2自身存儲的3D地圖生成第一定位信息的過程作介紹：

雙目相機可以對車道線、行人、障礙物以及交通標示等路況信息進行檢測和識別，再經過高精度地圖匹配算法，來計算場景中特征點的三維信息，并進行三維制圖，制圖完成后將場景中特征點與3D地圖中的特征點進行匹配和定位，得到第一定位信息。

中央控制器3，用于依據第一定位信息得到車輛的導航信息。

作為優選地，該系統還包括：

網絡定位導航系統4，用于輸出車輛的第二定位信息；

當汽車開啟導航功能時，由網絡定位導航系統4可以測量出車輛的第二定位信息。

具體地，這里的網絡定位導航系統4的工作原理為：

當汽車開啟導航功能時，由GNSS接收器通過對接收到的GNSS RTK差分信號進行數據處理，獲得高精度衛星導航定位結果；與此同時，慣性導航系統中的慣性測量單元IMU測量出汽車的加速度和角速度，并通過慣性導航系統中的慣導機械編排過程獲得慣導解算結果，再由組合導航解算模塊實現GNSS定位結果和慣導解算結果信息融合，得到組合定位導航信息，從而為汽車提供連續可靠的導航信息。

當然，這里的網絡定位導航系統4還可以為其他的定位導航系統，本發明在此不做特別的限定，能實現本發明的目的即可。

則定位工控機2還用于依據第一定位信息以及第二定位信息得到車輛的綜合定位信息；

中央控制器3，用于依據綜合定位信息得到車輛的導航信息。

具體地，本申請中依據第一定位信息以及第二定位信息得到車輛的綜合定位信息，在第一定位信息中的視覺信息的來源硬件(相機)出現故障時，定位工控機2通過算法結合第二定位信息及3D地圖與第一定位信息中的視覺信息進行比對匹配，輸出最終的綜合定位信息給中央控制器3。

在第二定位信息(也即GNSS信息或GPS信息)不穩定或不準確時，定位工控機2可通過算法選用第一定位信息(視覺信息、3D地圖信息)為準確信息，進行綜合比較后輸出最終的定位綜合定位信息給中央控制器3。

可見，在對車輛進行定位導航時，不僅依據利用路況信息采集模塊1以及高精度的3D地圖得到的第一位定位信息，還依據網絡定位導航系統4輸出第二定位信息，然后再依據第一定位信息和第二定位信息得到綜合定位信息，一方面，提高了車輛定位導航的精度，另一方面，在一些特殊條件下，網絡定位導航系統4的GPS信號弱或者無法GPS信號中斷時，依據路況信息采集模塊1和3D地圖得到的第二位定位信息依然能夠對車輛進行精準的定位導航。

作為優選地，該系統還包括：

交換機5，用于將路況信息采集模塊1采集的路況信息傳送至定位工控機2，并將定位工控機2輸出的綜合定位信息傳送至中央控制器3。

具體地，這里的交換機5可以為千兆交換機，不僅可實現對定位導航系統中的信息進行信息傳遞，還可以為車輛系統中的其他信息進行信息傳遞。

另外，請參照圖2，圖2為本發明提供的一種定位導航系統的工作原理圖。

具體地，工作過程分為輸入、預處理、主處理、后處理、輸出五部分，輸入部分包含：視覺信息、GNSS數據、3D地圖三部分，預處理程序通過視覺信息與GPS數據信息輸入后通過視覺處理算法、航位測量算法得到車輛初始的定位與姿態數據，同時結合附近的3D地圖數據輸出精確的GPS軌跡及當前所在區域內的3D地圖數據，主處理程序結合視覺信息輸入及地圖匹配算法得到精確車輛位置與姿態，最終后處理程序將經過處理的視覺信息、位置及GPS軌跡、3D地圖數據進行幾何特征匹配，從而輸出最車輛目前所在位置的最精確的綜合定位信息。

本發明提供了一種定位導航系統及車輛，該系統包括路況信息采集模塊，用于采集車輛所在的路況信息；定位工控機，用于依據路況信息以及定位工控機自身存儲的3D地圖生成第一定位信息；中央控制器，用于依據第一定位信息得到車輛的導航信息。本發明提供的定位導航系統及車輛，在對車輛進行定位導航時，依據利用路況信息采集模塊以及已經預先存儲的高精度的3D地圖得到的第一定位信息來得到車輛的導航信息，不受網絡信號強弱的影響，在一些特殊條件下，例如網絡定位導航系統的GPS信號弱或者無法GPS信號中斷時，依然能夠持續對車輛進行精準的定位導航，提高了車輛定位導航的精度。

為解決上述技術問題，本發明還提供了一種車輛，包括如上述所述的定位導航系統。

具體地，對于本發明提供的包括上述實施例中的定位導航系統的車輛的具體介紹請參照上述系統實施例，本發明在此不再贅述。

另外，這里的車輛可以為汽車、火車等。

需要說明的是，在本說明書中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其他實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。