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【专利解密】隧道中无GPS信号? 何不试试理想车辆定位标定方案

来源:爱集微

#专利解密#

07-31 10:17

【嘉勤点评】理想汽车发明的车辆定位的标定方案,实现了对车辆上惯性定位装置的定位偏差的有效纠正,解决了当全球导航卫星系统不可用或信号不稳定时车辆定位偏差较大的问题。不仅提高了定位的准确性,同时降低了定位纠偏的成本,增强了用户体验。

集微网消息,在车辆行驶过程中,当全球导航卫星系统(GNSS)不可用或信号不稳定时,例如车辆在隧道、云层较厚或者高层建筑物密集的区域行驶等,车辆的定位信息往往会发生较大的偏差,此时用户无法再进行车辆定位,导致用户行车困难。

为了解决这样的问题,现有技术中普遍采用以下三种方案对车辆进行定位:

1)依赖地图的路网数据和惯性导航系统,计算车辆真实行驶的道路,即利用地图匹配纠偏(MMF)系统纠正车机定位模组的偏差。然而,利用地图匹配纠偏系统回馈的位置坐标相较于车辆的实际位置,仍旧经常出现较大偏差,甚至存在无法回馈位置坐标的情况,使得车机定位模组无法及时修正偏差,进而导致偏差越来越大。

2)利用网络定位技术进行车辆定位,例如基于道路上部署的网络基站,依据网络信号的传输对车辆定位,该方案虽然比较可靠,但是误差大,并且该定位方案依赖于基站分布密度,因此普适性差且对偏远地区不适用。

3)仅依赖惯性测量单元(IMU)进行定位。该方案局限于陀螺仪、加速度计本身硬件的精度,进行算法融合时存在偏差,在长时间单独使用IMU系统定位车辆会导致偏差累积,进而导致车辆定位偏差越来越大。

因此,针对全球导航卫星系统不可用或信号不稳定的情况,现有技术方案中的行车定位方案均不能达到同时兼顾定位准确性、定位成本以及普适性的效果。为此,理想汽车在2021年3月23日发明一项名为“用于车辆定位的标定方法、装置、设备、车辆和介质”的发明专利(申请号:202110907828.1),申请人为北京车和家信息技术有限公司。

根据该转专利目前公开的相关资料,让我们一起来看看在这项发明方案吧。

如上图,为该专利中发明的用于车辆定位的标定方法的流程图,该车辆定位系统首先会接收车辆行驶过程中的道路图像数据,该图像一般通过利用车辆上部署的摄像头(即车辆视觉系统)对当前行驶环境进行图像或视频采集,当然也可以利用例如行车记录仪等仪器进行采集。

其次,会对道路图像数据进行编码处理,以减少传递给服务器时占用的带宽,当服务器解码该图像之后,会进行解码以恢复道路图像,并对该图像进行道路特征信息提取,例如红绿灯标志、道路标志、车道类型、车道数量等信息。

基于提取到的这些道路特征信息,以及路网数据库中道路与道路特征信息的对应关系,可以从路网数据库中的道路中确定车辆行驶的目标路段。从具体实现方案上来说,在确定车辆行驶的目标路段的过程中,可以采用任意可用的特征匹配算法实现,例如利用K最近邻分类算法(KNN)等,将得到的道路特征信息与路网数据库中各道路的特征信息进行匹配,确定车辆行驶的目标路段。

最后,从路网数据库中道路的坐标信息中,即可获取目标路段的道路坐标信息,该信息可以帮助我们完成对车辆上的惯性定位装置进行标定。通过服务器计算标定系数,可以减缓车辆的数据处理压力,尤其是针对算力较弱的车辆,可以减少对车辆计算资源的消耗。

如上图,为这种车辆定位的标定处理架构示意图,该架构用于对基于车机端和服务端之间的交互实现车辆上惯性定位装置的标定。若车辆在长时间内的行驶轨迹均无法附着于某一条道路,即由车辆输出的定位坐标信息形成的车辆行驶轨迹与导航地图中展示的道路轨迹不匹配时,系统就会开始重新对惯性定位装置进行标定,以提高车辆定位精度。

通过视觉系统采集信息并进行分析,并上传至云端进行地理编码,将地图匹配信息返回给车辆中的地图网络模块,从而实现对车辆地理位置的重新定位。

以上就是理想汽车发明的车辆定位的标定方案,该方案通过综合利用车辆视觉系统和路网数据库,实现了对车辆上惯性定位装置的定位偏差的有效纠正,解决了当全球导航卫星系统不可用或信号不稳定时车辆定位偏差较大的问题。不仅提高了定位准确性,也降低了车辆定位纠偏的成本,同时,也提高了车辆定位纠偏的普适性以及用户体验。

关于嘉勤

深圳市嘉勤知识产权代理有限公司由曾在华为等世界500强企业工作多年的知识产权专家、律师、专利代理人组成,熟悉中欧美知识产权法律理论和实务,在全球知识产权申请、布局、诉讼、许可谈判、交易、运营、标准专利协同创造、专利池建设、展会知识产权、跨境电商知识产权、知识产权海关保护等方面拥有丰富的经验。

(校对/holly)

责编: Aki

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