确定车辆位置的导航系统和方法_2

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的中心定位在地面上方的高度的高度值14。表示其它街灯的数据22、23、24可以与针对与第一街灯相关联的数据21阐释的相同或类似的方式配置。
[0046]通常,存储在街灯的街道照明数据中的数据包括指示街灯安装在何处的位置数据。所述位置数据可由一对坐标组成,如图2示出。位置数据可界定相应街灯所安装的点的经度和玮度。
[0047]存储在街灯的街道照明数据中的数据还包括指示光源的高度的高度数据。高度数据可包括指示例如街道平面上方的高度的高度值。高度数据可包括允许处理装置2确定光源所处的高度的其它信息。
[0048]其它信息可包括在街道照明数据11中,为了说明,指示相应街灯发光的发射图案的信息可存储在街道照明数据11中。所述信息可指示发射类型的离散集合中的一者。发射类型可包括球形发光、向下方向上的发光、向上方向上的发光,或横向方向上的发光。关于发射图案的信息可用于在将所采擷图像数据中的光图案与街道照明数据匹配时使街灯彼此区分。关于发射图案的信息可增加用以在图像中识别街灯的对象辨识速度。图像辨识程序可依据预期在图像数据中发现的发射图案来选择。关于发射图案的信息还可增加辨识质量,因为街灯可以尤其可靠的方式与例如发亮窗户或发光广告等其它光源区分。
[0049]指示相应街灯的光源发光的颜色的信息可存储在街道照明数据11中,所述信息可指示颜色值的离散集合中的一者。关于发射颜色的信息可用于在将所采擷图像数据与街道照明数据匹配时使街灯彼此区分。关于颜色的信息可增加用以在图像中识别街灯的对象辨识速度。图像辨识程序可依据预期在图像数据中发现的发光颜色来选择。
[0050]其它数据可包括在地图数据库中。地图数据库可包括多个层。所述层可包括存储执行路线搜索所需的信息的路线选择层,和存储路线指导所需的数据的指导层。地图数据库可包括额外层。名称层可包括对道路名称、住宅号或类似物的参考。关注点(POI)层可包括关于关注点的信息。先进驾驶者辅助系统(ADAS)层可包括用于先进驾驶者辅助的数据。额外或替代层可包括在地图数据库中,例如包括货车或卡车的特定信息的货车层、用于语音表示的层,或用于基本地图显示的层。街道照明数据可存储在这些层的任一者中或专门层中。为了说明,街道照明数据可包括在ADAS层或指导层中。
[0051]地图数据库10可配置为关系数据库。数据库的层的至少一者(例如,ADAS层或指导层)可包括街道照明数据。
[0052]图3是示出地图部分的平面图。地图部分包括道路30。街灯沿着道路30定位。街灯安装的位置可由街灯附接到地面的底座位置31的坐标界定。在其它实施方案中,街灯安装的位置可由相应街灯的光源到地面平面上的投影的坐标界定。位置数据可分别包括界定世界参考系中的位置的一对坐标。所述坐标还可采取其它格式。为了说明,位置数据可依据沿着道路30测得的位置加上道路30的横向方向上的偏移来界定街灯的位置。
[0053]图4是穿过街灯41的底座的地形的横截面图。街灯41的底座锚定在邻近于道路30的地形32中的底座位置31处。支撑街灯41的光源42的安装结构可为柱子43。可使用其它安装结构。为了说明,光源可使用在街道上方延伸的线缆安装在地面上方。光源42位于街道平面上方的高度34处。指示高度34的高度数据可存储在街道照明数据库中。高度34可界定为地面上方的光源42的中心的高度,界定为地面上方的光源42的最低点的高度,界定为地面上方的光源42的最高点的高度,或以另一适宜的方式界定。
[0054]依据街灯的构造,与街灯相关联的额外参数可存储在街道照明数据中。
[0055]图5是穿过另一街灯45的底座的地形的横截面图。街灯45的底座锚定在邻近于道路30的地形32中的底座位置31处。支撑街灯45的光源42的安装结构具有大体垂直柱子43和从其延伸的臂44。光源45安装在臂44处使得其在平行于街道平面的方向上从底座位置31偏移。偏移36可存储在街道照明数据中。偏移36可界定为在底座位置31与光源42的中心之间平行于道路平面测得的平移,界定为底座位置31与最接近柱子43的光源42的点之间的偏移,界定为底座位置31与最远离柱子43的光源42的点之间的偏移,或以另一适宜的方式界定。
[0056]在其它实现方式中,不要求偏移36存储在街道照明数据中。为了说明,光源42到道路平面上的投影点可存储作为指示街灯安装的位置的位置数据。因而不要求(虽然仍有可能)偏移36存储在街道照明数据中。
[0057]图6是图像数据50的说明性视图。在使用导航系统I时,使用图像传感器6采擷图像数据50。对于装备有若干图像传感器的车辆,图像传感器的每一者可分别采擷二维或三维图像。可接着针对图像的至少一者执行下文描述的程序。
[0058]多个街灯51-57位于图像传感器6的视场(FOV)中。在特定条件下,至少一些街灯51-57经操作以发光。这些条件可取决于日时和/或天气条件。街灯51-57可在夜间操作。街灯51-57可在视觉条件较差时(例如,当下雪或有雾时)操作。
[0059]通常,导航系统I的处理装置2处理图像数据2以改进位置确定准确度。当环境光条件较差时,例如在夜间或街灯51-57开启时的其它条件下,执行图像数据50中所示的街灯51-57与地图数据库中存储的街道照明数据11之间的匹配。
[0060]当环境光条件较差且街灯51-57开启时,街灯51-57发射的光可可靠地在图像数据中检测到。利用如图像数据50中所见的街灯51-57发射的光和地图数据库的街道照明数据的位置确定提供例如夜间位置估计值的可靠改进。
[0061]使用街道照明数据的经执行以改进位置估计值的对图像数据50的分析可限于图像数据的一部分。为了说明,用以识别街灯的对图像数据50的分析可限于位于水平线60上方的一部分61。
[0062]当将基于街道照明数据预期的光图案与图像数据50匹配时,可忽略图像数据的位于水平线60下方的另一部分62。
[0063]水平线60可通过图像数据50中的对象辨识检测到。水平线60可依据图像传感器6安装在车辆上的位置和方位来确定。当确定水平线60的位置时,可任选地考虑从地图数据库检索的道路斜率。
[0064]当将如图像数据50中所示的街灯51-57发射的光与从街道照明数据11预期的光图案匹配时,可忽视位于水平线下方的图像数据50的部分62。当从匹配过程排除另一部分62时,光在道路表面上的反射或位于地面平面附近的其它光不太可能影响图像数据与街道照明数据之间的匹配程序。
[0065]一般来说,处理装置2执行图像传感器6检测到的图像数据50中的光59与将基于街道照明数据针对给定车辆位置预期的光图案之间的匹配。通过确定针对至少两个车辆位置计算的预期光图案与水平线60上方的图像部分61中的检测到的光图案,可识别预期光图案较好地再现以图像传感器6检测到的光图案所针对的车辆位置。
[0066]当计算预期光图案时可考虑图像传感器6安装在车辆上的位置和方位。
[0067]处理装置2可从位置传感器7采擷的数据检索位置估计值。基于此位置估计值,处理装置2可使用街道照明数据识别预期位于图像传感器2的视场中的那些街灯。处理装置2接着执行基于街道照明数据预期的光图案与图像数据50之间的匹配,如上文阐释。以此方式,处理装置2可确定例如车辆位于若干道路车道中的哪一者上。
[0068]参看图7至图9,将更详细阐释图像数据与来自街灯的预期发光之间的匹配。
[0069]图7展示图像数据的部分61。对于假定车辆位置,处理装置2确定其中预期街灯的光源的图像区71。使用存储在街道照明数据中的街灯的位置数据和高度数据确定图像区71。
[0070]已知可以极小计算复杂性执行的用于计算图像数据中的对象的预期位置的各种技术。为了说明,可计算预期在图像传感器的FOV中的光源的每一者与图像传感器之间的相对位置。可应用投影矩阵来依据相对位置计算图像数据中的位置。投影矩阵可考虑图像传感器6的光学元件的光学特性。可使用其它技术来计算图像区71,例如射线跟踪技术等。
[0071]对于计算图像区71所针对的假定车辆位置,图像传感器71处的预期位置与图像数据50的部分61中的真实位置之间存在偏移。
[0072]图8展示位于水平线上方的图像数据的部分61。对于另一假定车辆位置,处理装置2确定其中预期街灯的光源的图像区72。此确定可如上文针对图7所阐释而执行。
[0073]对于计算图像区72所针对的假定车辆位置,图像传感器72处的预期位置与图像数据50的部分61中的真实位置之间存在良好匹配。
[0074]计算图像区71和图像区72所针对的不同车辆位置可对应于道路的横向方向上的车辆的不同位置。为了说明,可针对车辆可位于的不同车道计算预期光源位置。另外,可针对沿着道路的横向方向和/或纵向方向彼此偏移的多个可能车辆位置计算预期光源位置。使用位置传感器7确定的位置估计值可提供匹配程序的开始点。车辆可通过分别计算预期光图案且将其与图像传感器6检测到的图像数据50中的光图案比较而实际上沿着道路的横向方向和/或纵向方向移位。车辆位置的改变还可对应于道路上车辆的不同位置。
[0075]街灯的光源的预期位置可分别依据存储在地图数据库的街道照明数据中的位置数据和高度数据确定。此信息允许针对每一假定车辆位置确定图像传感器6与FOV中定位的各个街灯之间的相对位置。
[0076]图9示出可如何通过使用街道照明数据改进位置估计值。可假定道路上车辆9的第一假定位置来计算预期高发光度的区的第一图案。第一假定位置可对应于第一车道75上的位置。可假定道路上车辆9的第二假定位置来计算预期高发光度的区的第二图案。第二假定位置可对应于第二车道76上的位置。
[0077]第一图案和
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