一種基于編碼圖形的車輛定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視覺導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于編碼圖形的車輛定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]視覺導(dǎo)航法通過(guò)視覺圖像處理的方法為車輛提供導(dǎo)引。視覺導(dǎo)航具有柔性高、適用于各種不同的場(chǎng)景等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常有潛力的導(dǎo)航方式。目前的視覺導(dǎo)航方法是沿固定線路繪制實(shí)線或虛線，例如“飛思卡爾”智能車大賽中基于攝像頭的比賽項(xiàng)目使用虛線或?qū)嵕€(張雙喜，王金洋，丁磊，等.基于飛思卡爾單片機(jī)智能車的雙線路徑識(shí)別設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].山東交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，20(4): 14-17.);以及基于光學(xué)的導(dǎo)向巴士采用雙虛線(New Era H1-tech Buses.http://citytransport.1nfo/Buses03.htm.2014-08-26 ；LasVegas, NV: Reg1nal Transportat1n Commiss1n of Southern Nevada.http://www.fta.dot.gov/ 4333.html.2014-08-26 ;Guided bus.http://en.wikipedia.0rg/wiki/Guided_bus.2014_08_26)。目前技術(shù)的不足之處是，基于這種無(wú)編碼的實(shí)線或虛線，不能獲取車輛的當(dāng)前位置信息，進(jìn)而無(wú)法獲取當(dāng)前路面的坡度和超高等信息，坡度和超高等信息有助于更準(zhǔn)確地控制車輛自動(dòng)行駛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠獲取車輛當(dāng)前位置信息的基于編碼圖形的車輛定位方法。具體方案如下:
一種基于編碼圖形的車輛定位方法，包括:
預(yù)先提取預(yù)定路線上各段路的道路信息，所述道路信息包括各段路的位置信息；
對(duì)上述各段路的道路信息賦予對(duì)應(yīng)的編碼值；
生成與上述編碼值一一對(duì)應(yīng)的編碼圖形；
將上述編碼圖形繪制在相對(duì)應(yīng)位置的路面上；
車輛行駛時(shí)，設(shè)置在車輛上的攝像機(jī)拍攝當(dāng)前路面上編碼圖形的圖像；
識(shí)別上述圖像對(duì)應(yīng)的編碼值；
獲取與該編碼值對(duì)應(yīng)的路面的道路信息，包括該段路的位置信息，從而完成車輛的定位。
[0004]進(jìn)一步的，所述編碼值為預(yù)定路線上的為每段路編排的序號(hào)。
[0005]更進(jìn)一步的，所述編碼值為所述道路信息中的數(shù)據(jù)參數(shù)。
[0006]更進(jìn)一步的，所述道路信息還包括各段路的路面坡度、曲線半徑、超高和高程。
[0007]更進(jìn)一步的，所述位置信息為各段路的公里標(biāo)或坐標(biāo)。
[0008]更進(jìn)一步的，所述編碼圖形為矩陣式二維碼、一維條形碼、阿拉伯?dāng)?shù)字。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用了基于編碼圖形的定位方法，可以在車輛導(dǎo)航中獲取更多的信息，能夠通過(guò)當(dāng)前路面的編碼圖形獲取車輛的當(dāng)前位置信息，以及當(dāng)前路面的坡度、超高和高程等信息，有助于更準(zhǔn)確的控制車輛的自動(dòng)行駛。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明設(shè)備安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
將預(yù)定線路劃分為若干個(gè)小段，提取各段路的道路信息并存儲(chǔ)起來(lái)，道路信息包括各段路的位置信息，如公里標(biāo)和坐標(biāo)等，還包括路面的坡度、曲線半徑、超高和高程等信息。為確保精確度，每段路的長(zhǎng)度可選取0.5米、I米或2米等。
[0012]其中，坡度是地表單元陡緩的程度，通常把坡面的垂直高度和水平距離的比叫做坡度；曲線半徑即道路轉(zhuǎn)彎半徑；超高指為抵消車輛在圓曲線段路面上行駛時(shí)所產(chǎn)生的離心力，在該段路面橫斷面上設(shè)置的外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡；高程指的是某點(diǎn)沿鉛垂線方向到絕對(duì)基面的距離，稱絕對(duì)高程，簡(jiǎn)稱高程。
[0013]實(shí)施例1:對(duì)上述道路信息進(jìn)行編碼，將上述道路信息中的數(shù)據(jù)參數(shù)作為編碼值。生成與上述編碼值對(duì)應(yīng)的編碼圖形；編碼圖形可以為自定義的矩陣式二維碼，也可以是QR二維碼、PDF417二維碼、Data Matrix二維碼等矩陣式二維碼，或者一維條形碼、阿拉伯?dāng)?shù)字等。為了提高識(shí)別準(zhǔn)確率和可靠性，將編碼值生成編碼圖形時(shí)可以按一定算法增加糾錯(cuò)碼。
[0014]將上述編碼圖形繪制在相對(duì)應(yīng)位置的路面上；施工過(guò)程可能有一定誤差，可以測(cè)量后記錄其誤差值用于提高精度。
[0015]如圖1所示，在車體前方或者側(cè)面，安裝攝像機(jī)，攝像機(jī)連接控制器，控制器連接后輪電機(jī)和前輪電機(jī)，后輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪，前輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)前輪。
[0016]車輛行駛時(shí)，設(shè)置在車輛上的攝像機(jī)拍攝當(dāng)前路面上編碼圖形的圖像；控制器分析攝像機(jī)拍攝到的地面圖像，識(shí)別圖像中的編碼值；從該編碼值中獲取該段路的位置信息，從而完成車輛的定位，同時(shí)可進(jìn)一步獲取當(dāng)前的路面坡度、曲線半徑、超高和高程等信息。由于編碼圖形的尺寸和繪制方向已知，編碼圖形內(nèi)部以及編碼圖形之間其他點(diǎn)的道路信息可以通過(guò)插值等方式計(jì)算得到。
[0017]實(shí)施例2:對(duì)預(yù)定路線的每段路編排序號(hào)；記錄各個(gè)序號(hào)對(duì)應(yīng)的各段路的道路信息，包括位置信息；將上述序號(hào)作為編碼值，生成與編碼值一一對(duì)應(yīng)的編碼圖形；為了提高識(shí)別準(zhǔn)確率和可靠性，將編碼值生成編碼圖形時(shí)可以按一定算法增加糾錯(cuò)碼；為了縮小編碼值的取值范圍，降低圖形編碼的復(fù)雜度，提高識(shí)別率，可以與GPS等其他定位方式結(jié)合，一定距離范圍之外的編號(hào)可以重復(fù)。將上述編碼圖形繪制在相對(duì)應(yīng)位置的路面上；車輛行駛時(shí)，設(shè)置在車輛上的攝像機(jī)拍攝當(dāng)前路面上編碼圖形的圖像；識(shí)別上述圖像中的編碼圖形對(duì)應(yīng)的編碼值；根據(jù)需要可結(jié)合GPS等定位信息或者上一時(shí)刻的位置信息，獲取與該編碼值代表的序號(hào)對(duì)應(yīng)的道路信息，包括位置信息，從而完成車輛的定位。同時(shí)可進(jìn)一步獲取當(dāng)前的路面坡度、曲線半徑、超高和高程等信息。前一個(gè)實(shí)施例中編碼圖形的形式也適用于本實(shí)施例。由于編碼圖形的尺寸和繪制方向已知，編碼圖形內(nèi)部以及編碼圖形之間其他點(diǎn)的道路信息可以通過(guò)插值等方式計(jì)算得到。
[0018]獲取上述信息的同時(shí)，可結(jié)合三維重建算法，獲取車輛的姿態(tài)信息，如點(diǎn)頭角、攝像機(jī)光心離地高度，以及車體與線路的夾角即航向角等，進(jìn)而利用后輪電機(jī)和前輪電機(jī)，控制車輪的速度和方向，使車輛盡量沿著預(yù)定的路線行駛。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于編碼圖形的車輛定位方法，其特征在于，包括: 預(yù)先提取預(yù)定路線上各段路的道路信息，所述道路信息包括各段路的位置信息； 對(duì)上述各段路的道路信息賦予對(duì)應(yīng)的編碼值； 生成與上述編碼值一一對(duì)應(yīng)的編碼圖形； 將上述編碼圖形繪制在相對(duì)應(yīng)位置的路面上； 車輛行駛時(shí)，設(shè)置在車輛上的攝像機(jī)拍攝當(dāng)前路面上編碼圖形的圖像； 識(shí)別上述圖像對(duì)應(yīng)的編碼值； 獲取與該編碼值對(duì)應(yīng)的路面的道路信息，包括該段路的位置信息，從而完成車輛的定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于編碼圖形的車輛定位方法，其特征在于，所述編碼值為預(yù)定路線上的為每段路編排的序號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于編碼圖形的車輛定位方法，其特征在于，所述編碼值為所述道路信息中的數(shù)據(jù)參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于編碼圖形的車輛定位方法，其特征在于，所述道路信息還包括各段路的路面坡度、曲線半徑、超高和高程。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于編碼圖形的車輛定位方法，其特征在于，所述位置信息為各段路的公里標(biāo)或坐標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于編碼圖形的車輛定位方法，其特征在于，所述編碼圖形為矩陣式二維碼、一維條形碼或阿拉伯?dāng)?shù)字。
【專利摘要】一種基于編碼圖形的車輛定位方法，預(yù)先提取預(yù)定路線上各段路的道路信息，所述道路信息包括各段路的位置信息；對(duì)上述各段路的道路信息賦予對(duì)應(yīng)的編碼值；生成與上述編碼值一一對(duì)應(yīng)的編碼圖形；將上述編碼圖形繪制在相對(duì)應(yīng)位置的路面上；車輛行駛時(shí)，設(shè)置在車輛上的攝像機(jī)拍攝當(dāng)前路面上編碼圖形的圖像；識(shí)別上述圖像對(duì)應(yīng)的編碼值；獲取與該編碼值對(duì)應(yīng)的路面的道路信息，包括該段路的位置信息，從而完成車輛的定位。本發(fā)明采用了基于編碼圖形的定位方法，可以在車輛導(dǎo)航中獲取車輛的當(dāng)前位置信息，有助于更準(zhǔn)確的控制車輛的自動(dòng)行駛。
【IPC分類】G01C21-36, G01C21-26
【公開號(hào)】CN104596525
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410836629
【發(fā)明人】江永全, 張衛(wèi)華, 陳錦雄, 彭強(qiáng), 權(quán)偉
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日