定位方法和装置与流程

本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种定位方法和装置。

背景技术：

车辆的高精度自定位是无人车运用高精度地图进行规划和行驶的基础，是自动驾驶的主要依赖模块。相关技术中，通常结合相机和光探测与测量(Light Detection And Ranging，LiDAR)技术进行车辆自定位。但是，上述自定位方法易受天气、光线和时效性制约，自定位精度有待提高。

技术实现要素：

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的一个目的在于提出一种定位方法，该方法能够提高定位精度。

本申请的另一个目的在于提出一种定位装置。

为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出的定位方法，包括：获取当前位置的地层数据；获取电子地图数据，所述电子地图数据中包括地理位置数据及与地理位置数据对应的地层数据；根据所述当前位置的地层数据和所述电子地图数据，确定当前位置的地理位置数据。

本申请第一方面实施例提出的定位方法，通过地层数据完成定位，由于地层数据相对于地面数据较为稳定、变化较少，并且地层数据的采集方式相对于采集地面数据的方式，不易受到天气、光线的影响，因此可以提高定位精度。

为达到上述目的，本申请第二方面实施例提出的定位装置，包括：第一获取模块，用于获取当前位置的地层数据；第二获取模块，用于获取电子地图数据，所述电子地图数据中包括地理位置数据及与地理位置数据对应的地层数据；定位模块，用于根据所述当前位置的地层数据和所述电子地图数据，确定当前位置的地理位置数据。

本申请第二方面实施例提出的定位装置，通过地层数据完成定位，由于地层数据相对于地面数据较为稳定、变化较少，并且地层数据的采集方式相对于采集地面数据的方式，不易受到天气、光线的影响，因此可以提高定位精度。

本申请实施例还提出了一种用于定位的装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：获取当前位置的地层数据；获取电子地图数据，所述电子地图数据中包括地理位置数据及与地理位置数据对应的地层数据；根据所述当前位置的地层数据和所述电子地图数据，确定当前位置的地理位置数据。

本申请实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由终端的处理器被执行时，使得终端能够执行一种定位方法，所述方法包括：获取当前位置的地层数据；获取电子地图数据，所述电子地图数据中包括地理位置数据及与地理位置数据对应的地层数据；根据所述当前位置的地层数据和所述电子地图数据，确定当前位置的地理位置数据。

本申请实施例还提出了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令处理器执行时，执行一种定位方法，所述方法包括：获取当前位置的地层数据；获取电子地图数据，所述电子地图数据中包括地理位置数据及与地理位置数据对应的地层数据；根据所述当前位置的地层数据和所述电子地图数据，确定当前位置的地理位置数据。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一个实施例提出的定位方法的流程示意图；

图2是本申请另一个实施例提出的定位方法的流程示意图；

图3是本申请实施例中创建电子地图的方法的流程示意图；

图4是本申请一个实施例提出的定位装置的结构示意图；

图5是本申请另一个实施例提出的定位装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1是本申请一个实施例提出的定位方法的流程示意图。

如图1所示，本实施例包括以下步骤：

S11：获取当前位置的地层数据。

以车辆进行自定位为例，可以在车辆上安装用于实时获取地层数据的设备，如探地雷达，从而可以实时获取到当前位置的地层数据。

通常定位时获取的数据是地面上物体的数据，比如某些标志物的数据。

本实施例中，需要获取地层数据。地层数据是位于地面下的岩层、堆积物及人造材料等地下介质的相关数据。具体可以采用探地雷达获取到地层数据。探地雷达是通过发射天线向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度等。

S12：获取电子地图数据，所述电子地图数据中包括地理位置数据及与地理位置数据对应的地层数据。

其中，可以预先创建电子地图，从而在预先创建的电子地图中获取电子地图数据。与通常的仅包括地理位置数据的电子地图数据不同的是，本实施例采用的电子地图数据还包括地层数据。

地理位置数据可以具体是指全球定位系统(Global Positioning System，GPS)数据，GPS数据如地物的经纬度。在创建电子地图时，可以由GPS模块采集不同位置的GPS数据，另外，还可以装载探地雷达采集不同位置的地层数据，从而在电子地图数据中包括GPS数据和地层数据，另外，根据同一位置的GPS数据和地层数据建立GPS数据与地层数据之间的对应关系。

S13：根据所述当前位置的地层数据和所述电子地图数据，确定当前位置的地理位置数据。

由于电子地图数据包括的地理位置数据与地层数据存在对应关系，因此根据该对应关系以及当前位置的地层数据，可以确定与当前位置的地层数据对应的地理位置数据，从而将对应的地理位置数据作为当前位置的地理位置数据，完成定位。

本实施例中，通过地层数据完成定位，由于地层数据相对于地面数据较为稳定、变化较少，并且地层数据的采集方式相对于采集地面数据的方式，不易受到天气、光线的影响，因此可以提高定位精度。具体而言，相关技术中采集地面数据时，在特殊天气情况下，地面会被物体(如水、冰雪、灰尘、石子)覆盖，因此会影响采集的地面数据的准确性，从而降低定位精度。另外，相关技术中利用相机和LiDAR采集数据时，是采用可见光进行采集，这会受到光线影响，比如夜晚光线暗时会影响数据采集，降低定位精度。另外，由于地面物体更新较快，电子地图数据会受到时效性限定，在地面物体改变而电子地图未改变时就会造成定位不准。而本实施例采用探地雷达采集地层数据，不会受到地面覆盖物和光线影响，并且地层数据稳定性很强，也可以突破时效性限定，因此可以提高定位准确度及精度。

如上一实施例所示，是通过地层数据进行定位。由于电子地图数据比较庞大，如果将当前位置的地层数据与全部电子地图数据进行一一匹配，则运算量会很大，为此，可以先进行粗定位，确定一个小范围的数据，再对该小范围的数据进行匹配，完成最终定位。

图2是本申请另一个实施例提出的定位方法的流程示意图。本实施例以车辆的自定位为例，且以地理位置数据为GPS数据为例。

如图2所示，本实施例的方法包括：

S21：获取电子地图数据。

与上一实施例类似，可以根据预先创建的电子地图获取相应的电子地图数据，该电子地图数据是指包括GPS数据和对应的地层数据的电子地图数据。

S22：获取当前位置的GPS数据。

例如，在车辆上安装GPS模块，由GPS模块实时进行GPS数据采集，因此可以获取当前位置的GPS数据。

S23：根据当前位置的GPS数据和当前位置的精度进行粗定位，确定当前位置所在区域。

其中，在电子地图中不同区域可以具有不同的精度，不同区域的精度在创建电子地图后是已知的，因此根据创建的电子地图可以确定当前位置的精度。上述的精度通常来讲开阔地区精度较高，山区、城市峡谷区域，精度较低。

在得到当前位置的GPS数据和精度后，可以根据当前位置的GPS数据和相应的精度，可以确定车辆当前所在区域。例如，当前位置的精度是100m，则将当前位置的GPS数据周围的100m范围内的区域确定为当前位置所在区域。

S24：获取当前位置的地层数据。

例如，在车辆上装载探地雷达，实时检测地层数据，因此可以获取到当前位置的地层数据。

S25：将当前位置的地层数据与当前位置所在区域对应的电子地图数据中的地层数据进行匹配，确定与当前位置的地层数据匹配的地层数据。

比如，当前位置的GPS数据对应的位置点为O点，当前位置的精度是100m，则获取O点周围100m范围内的小区域的电子地图数据，再将当前位置的地层数据与获取的小区域的电子地图数据中的地层数据进行匹配，得到与当前位置的地层数据匹配的地层数据。

在地层数据匹配时，可以采用逐级进行栅格化的方式。具体可以包括：

将当前位置所在区域采用第一精度进行栅格化，将所述区域划分为多个栅格；

在所述多个栅格中选择一个对应的地层数据与当前位置的地层数据相关度最高的栅格；

对选择的栅格采用第二精度再次进行栅格化以及根据相关度选择栅格，直至采用的精度达到精度阈值；

将选择的达到精度阈值的栅格对应的地层数据确定为与当前位置的地层数据匹配的地层数据。

上述的第一精度、第二精度和精度阈值都可以根据经验等设置。为了提高定位精度，本实施例的精度阈值可以设置为厘米级，从而完成误差仅为厘米级的精确定位。

假设第一精度是10M，第二精度是1M，则可以先对粗定位确定出的小区域以10M为半径的划分为多个栅格，再分别计算当前位置的地层数据与每个栅格中的地层数据之间的相关性系数，选择相关性系数最大的一个栅格，再对该栅格进行再次划分，比如将10M为半径的栅格再次划分为多个以1M为半径的栅格，再重新计算当前位置的地层数据与每个1M为半径的栅格中的地层数据之间的相关性系数，以此类推，直至栅格的精度满足要求，比如得到半径为厘米级的栅格，再在厘米级精度的栅格中根据相关度选择一个栅格，将选择的厘米级精度的栅格对应的地层数据作为与当前位置的地层数据匹配的地层数据。

可以理解的是，上述以计算相关性系数为例，还可以采用其他算法计算地层数据间的相关度，比如最小二乘等算法。

S26：在电子地图数据中，将与所述匹配的地层数据对应的GPS数据，确定为当前位置的GPS数据，完成车辆自定位。

由于电子地图数据中的地层数据与GPS数据存在对应关系，因此根据该对应关系可以确定与匹配的地层数据对应的GPS数据，将该对应的GPS数据作为车辆自定位的结果，从而完成车辆自定位。

本实施例中，通过先粗定位再在粗定位得到的区域中进行地层数据匹配，可以减小运算量。进一步的，通过对区域进行栅格化以及逐级进行栅格选择，也可以降低运算量提高运算效率。

如上述实施例描述的，在定位时会采用到电子地图数据，下面对电子地图的创建过程进行描述。

图3是本申请实施例中创建电子地图的方法的流程示意图。

如图3所示，本实施例的方法包括：

S31：对待绘制电子地图的区域进行多次遍历，并在单次遍历过程中采集多帧地层数据。

以道路绘制为例，假设到绘制A点到B点的道路，则可以对A点到B点之间的区域进行多次遍历(具体次数可以设置)，并在每次遍历过程中采集多帧地层数据。具体的，可以在采集车上装载探地雷达，以采集到多帧地层数据，具体帧数与待绘制电子地图的区域及探地雷达每次能够检测到的区域有关。

S32：对单次遍历过程中采集的多帧地层数据进行拼接。

其中，探地雷达在采集地层数据时，可以确定采集每帧地层数据时探地雷达的相对位置(与相对GPS模块的位置)、姿态数据(如俯仰角)等，之后根据每帧地层数据对应的探地雷达的相对位置和姿态数据等对相应帧的地层数据进行平移和/或旋转等，对多帧地层数据进行拼接。可以理解的是，具体的平移距离和旋转角度可以类似将多帧小图像拼接为一张整体大图像的流程，在此不再详述。

进一步的，在拼接之前还可以分别对每帧地层数据进行处理，如滤波和归一化处理，以消除时间延迟、地热变化以及其他噪声等影响。具体的滤波和归一化算法是可设置的。

S33：对多次遍历过程的多帧地层数据进行融合。

其中，在融合时可以是对不同遍历过程的每帧地层数据分别进行融合，比如对第一次遍历过程的第一帧地层数据与第二次遍历过程中的第一帧地层数据进行融合；或者，在融合时也可以是对不同遍历过程得到的拼接结果进行融合，比如在第一次遍历过程中对多帧地层数据进行拼接后得到第一次遍历过程的拼接结果，类似的可以得到第二次遍历过程的拼接结果，之后对第一次遍历过程的拼接结果和第二次遍历过程的拼接结果进行融合。

由于在单次遍历过程中采集的数据可能存在误差，为了提高电子地图的准确度，可以对多次遍历过程的数据进行融合。以两次拼接结果的融合为例，可以先确定两次拼接结果中的重合区域(如均包含同一个地标建筑)，对不同拼接结果中的重合区域进行匹配，再根据匹配结果对不重合区域进行相应处理。比如，将不同拼接结果中同一个地标建筑的地层数据的均值(或加权均值)作为匹配后的在电子地图数据中最终采用的地层数据，再计算每个拼接结果中的该地标建筑的地层数据与该最终采用的地层数据之间的差值，对于其余区域在拼接结果中相应加上或减去该差值。当然可以理解的是，上述的融合算法仅是简化说明，在实际实施时具体融合算法可以更复杂，是可设置的。

S34：根据拼接结果和融合结果得到待绘制电子地图的区域的地层数据。

比如，分别对每次遍历过程采集的多帧地层数据进行拼接后得到每次遍历过程的拼接结果，再次多次遍历过程的拼接结果进行融合后得到待绘制电子地图的区域的地层数据。或者，也可以先对应每帧地层数据先进行融合再根据融合结果进行拼接得到待绘制电子地图的区域的地层数据。

S35：采集待绘制电子地图的区域的地理位置数据。

地理位置数据例如为GPS数据，因此可以通过装载GPS模块采集到待绘制电子地图的区域中的物体(地标建筑或道路)的GPS数据。

S36：建立所述地理位置数据与所述待绘制电子地图的区域的地层数据之间的对应关系，得到所述电子地图数据。

在获取到待绘制电子地图的区域的GPS数据和地层数据后，可以根据GPS模块和探地雷达之间的相对位置关系，确定GPS数据与地层数据之间的对应关系，从而可以建立电子地图数据中地理位置数据与地层数据之间的对应关系。

本实施例中，通过构建电子地图时采集地层数据，从而可以构建出包含地层数据的电子地图数据，从而可以为基于地层数据的定位提供基础。

图4是本申请一个实施例提出的定位装置的结构示意图。

如图4所示，该装置40包括：第一获取模块401、第二获取模块402和定位模块403。

第一获取模块401，用于获取当前位置的地层数据；

第二获取模块402，用于获取电子地图数据，所述电子地图数据中包括地理位置数据及与地理位置数据对应的地层数据；

定位模块403，用于根据所述当前位置的地层数据和所述电子地图数据，确定当前位置的地理位置数据。

一些实施例中，参见图5，该装置40还包括：

第三获取模块404，用于获取当前位置的地理位置数据和当前位置的精度；

确定模块405，用于根据所述当前位置的地理位置数据和当前位置的精度，确定当前位置所在区域。

一些实施例中，参见图5，所述定位模块403包括：

匹配子模块4031，用于将所述当前位置的地层数据与所述当前位置所在区域对应的电子地图数据中的地层数据进行匹配，确定与当前位置的地层数据匹配的地层数据；

确定子模块4032，用于在电子地图数据中，将与所述匹配的地层数据对应的地理位置数据，确定为当前位置的地理位置数据。

一些实施例中，所述匹配子模块431具体用于：

将当前位置所在区域采用第一精度进行栅格化，将所述区域划分为多个栅格；

在所述多个栅格中选择一个对应的地层数据与当前位置的地层数据相关度最高的栅格；

对选择的栅格采用第二精度再次进行栅格化以及根据相关度选择栅格，直至采用的精度达到精度阈值；

将选择的达到精度阈值的栅格对应的地层数据确定为与当前位置的地层数据匹配的地层数据。

一些实施例中，参见图5，该装置40还包括：

第一采集模块406，用于对待绘制电子地图的区域进行多次遍历，并在单次遍历过程中采集多帧地层数据；

拼接模块407，用于对单次遍历过程中采集的多帧地层数据进行拼接；

融合模块408，用于对多次遍历过程的拼接结果进行融合，得到待绘制电子地图的区域的地层数据；

第四获取模块409，用于根据拼接结果和融合结果得到待绘制电子地图的区域的地层数据；

第二采集模块410，用于采集待绘制电子地图的区域的地理位置数据；

建立模块411，用于建立所述地理位置数据与所述待绘制电子地图的区域的地层数据之间的对应关系，得到所述电子地图数据。

一些实施例中，所述精度阈值为：厘米级精度。

一些实施例中，所述当前位置的地层数据是通过自身装载的探地雷达采集的。

可以理解的是，本实施例的装置与上述方法实施例对应，具体内容可以参见方法实施例的相关描述，在此不再详细说明。

本实施例中，通过地层数据完成定位，由于地层数据相对于地面数据较为稳定、变化较少，并且地层数据的采集方式相对于采集地面数据的方式，不易受到天气、光线的影响，因此可以提高定位精度。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。