车辆及其导航方法、惯性导航系统的修正方法、存储介质

技术领域

本发明涉及汽车导航技术领域，特别涉及一种车辆及其导航方法、惯性导航系统的修正方法、存储介质与设备。

背景技术

在接收不到卫星定位信号的情况下，如室内行驶路径，一般采用惯性导航技术进行导航。相对于室外车辆导航，室内环境复杂，定位难度大，同时在导航解算过程中，惯性器件微小的误差都会以三次方的形式迅速积累。

为此，相关技术中提出一种通过获得建筑物的实体建筑图，将其数字化，获得地下停车场等室内电子地图，从而获取特征点进行特征点匹配的方法。然而，某些停车场或室内的建筑图不好获取甚至不存在，使得建筑图的获取途径复杂。并且，部分建筑图与实际场景有偏差，导致地图数字化后无法进行匹配及误差修正，从而使得特征点提取及匹配出现偏差。

相关技术中还提出了一种通过激光雷达采集地下停车场等室内高精地图，提取特征点进行特征点匹配，从而进行位姿校正的方法。虽然通过激光雷达制作高精地图并提取相关特征点精度较高，但是由于激光雷达设备昂贵，数据量较大。并且，在停车场及一些室内建筑场景下，往往不需要高精度地图中的所有信息，但需要增加高精地图对惯性导航定位系统进行误差校正，由此会导致资源的浪费和成本的增加。

发明内容

本发明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，本发明的一个目的在于提出一种惯性导航系统的修正方法，以在不增加其他额外设备的情况下，修正惯性导航系统的累积误差，提高惯性导航系统的定位精度。

本发明的第二个目的在于提出一种车辆的导航方法。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质

本发明的第四个目的在于提出一种电子设备

本发明的第五个目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种惯性导航系统的修正方法，包括以下步骤：获取行驶路径交叉点的位置信息，并通过惯性导航系统获取车辆在所述行驶路径行驶时的航向角信息；根据所述交叉点的位置信息和所述航向角信息进行匹配，得到匹配信息；根据所述匹配信息修正所述惯性导航系统的定位误差。

根据本发明的惯性导航系统的修正方法，根据交叉点的位置信息和航向角信息进行匹配，可在不增加其他航向采集辅助设备的情况下，修正惯性导航系统长时间的定位累积误差，进而可有效提高惯性导航系统的车辆定位精度，实现惯性导航系统长时间、高精度、低成本的定位。

另外，根据本发明实施例的惯性导航系统的修正方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述获取行驶路径交叉点的位置信息，包括：构建特征点地图；从所述特征点地图中获取所述交叉点的位置信息。

根据本发明的一个实施例，所述构建特征点地图，包括：对所述行驶路径进行分段定位数据采集；根据所采集的分段定位数据进行轨迹直线拟合，得到多段拟合直线；对所述多段拟合直线进行特征点检测与提取；对检测与提取到的特征点进行定位轨迹合成；根据合成后的定位轨迹生成所述特征点地图。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述交叉点的位置信息和所述航向角信息进行匹配，包括：根据所述航向角信息得到航向角变化率信息，并确定航向角变化率大于预设值的点；将所述航向角变化率大于预设值的点与所述交叉点进行匹配。

根据本发明的一个实施例，所述的惯性导航系统的修正方法，通过如下公式计算航向角变化率：

其中，θ

根据本发明的一个实施例，所述行驶路径为室内行驶路径。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种车辆的导航方法，采用上述的惯性导航系统的修正方法，修正惯性导航系统的定位误差；通过修正后的惯性导航系统对车辆进行导航。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的惯性导航系统的修正方法，或者，上述的车辆的导航方法。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的惯性导航系统的修正方法，或者，上述的车辆的导航方法。

为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种车辆，包括上述的电子设备。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施例的惯性导航系统的修正方法的流程图；

图2是本发明一个实施例的惯性导航系统的修正流程图；

图3是本发明一个实施例的特征点地图的构建流程图；

图4是本发明实施例的车辆的导航方法的流程图；

图5是本发明实施例的车辆的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的车辆及其导航方法、惯性导航系统的修正方法、存储介质与设备。

图1是本发明实施例的惯性导航系统的修正方法的流程图。

如图1所示，惯性导航系统的修正方法，包括以下步骤：

S101，获取行驶路径交叉点的位置信息，并通过惯性导航系统获取车辆在行驶路径行驶时的航向角信息。

其中，行驶路径为室内行驶路径，如室内停车场的路径。

具体地，可从预先构建的特征点地图获取行驶路径交叉点的位置信息，车辆在行驶路径行驶时，可通过惯性导航系统对车辆进行导航，并可获取车辆的航向角信息。其中，车辆或行人等移动目标在行驶路径的交叉点，可能会发生移动方向的改变，特征点地图可由惯性导航系统构建；航向角信息可由车辆惯性导航系统的IMU(Inertial MeasurementUnit,惯性传感器)等传感器或陀螺仪等姿态感知设备对航向角进行检测，得到航向角信息。

S102，根据交叉点的位置信息和航向角信息进行匹配，得到匹配信息。

具体地，根据交叉点的位置信息和航向角信息进行匹配，可包括：根据航向角信息得到航向角变化率信息，并确定航向角变化率大于预设值的点；将航向角变化率大于预设值的点与交叉点进行匹配。

其中，可通过如下公式计算航向角变化率：

其中，θ

具体而言，航向角信息在一定程度上能反映出车辆运动状态，在室内场景下，驾驶员转动车辆的方向盘时，车轮的转向角度必然是逐渐增大到一个值，再逐渐的减小到一个值，若航向角变化率大于一定值，则可判定车辆在交叉点转弯，此时可将该航向角变化率对应的位置看作是车辆的拐弯点。进而可将该拐弯点与交叉点进行匹配，得到匹配信息。

S103，根据匹配信息修正惯性导航系统的定位误差。

具体地，如图2所示，通过特征点地图获取行驶路径的地图信息(包括行驶路径交叉点的位置信息)，同时通过惯性导航系统对行驶在上述行驶路径的车辆进行导航，获取将定位轨迹信息(包括航向角信息)。进而，通过预设的地图匹配算法对定位轨迹信息与地图信息进行处理得到匹配信息，并将匹配信息传递给定位误差修正模块，该定位误差修正模块根据匹配信息得到定位信息。定位误差修正模块一方面可将定位信息用于车辆导航，另一方面可将定位信息反馈给惯性导航系统，构成定位轨迹的闭环反馈控制，实现对惯性导航系统定位误差的修正。由此，通过交叉点与车辆运动过程的拐弯点进行融合匹配，能有效校正定位误差，修正惯性导航系统长时间的定位累积误差，提高定位精度。

在本发明的一个实施例中，获取行驶路径交叉点的位置信息，可包括：构建特征点地图；从特征点地图中获取交叉点的位置信息。

作为一个可行的实施方式，如图3所示，构建特征点地图，可包括如下步骤：

S301，对行驶路径进行分段定位数据采集。

S302，根据所采集的分段定位数据进行轨迹直线拟合，得到多段拟合直线。

S303，对多段拟合直线进行特征点检测与提取。

S304，对检测与提取到的特征点进行定位轨迹合成。

S305，根据合成后的定位轨迹生成特征点地图。

具体地，在进行分段定位数据采集之前，可对行驶路径进行实地场景考察。进而可根据实地场景考察结果驾驶车辆在行驶路径行驶，在车辆行驶过程，可通过惯性导航系统分段采集定位数据，即将行驶路径分为多段，并采集每段的定位数据。根据所采集的定位数据进行轨迹直线拟合(如最小二乘直线拟合)，得到多段拟合直线，拟合直线呈一定角度(如90°)，且相交点或延长线的相交点可为交叉点。可对多段拟合直线进行特征点检测与提取，特征点可为行驶路径的交叉点；进而对检测与提取的特征点进行定位轨迹合成，根据合成后的定位轨迹生成特征点地图。

综上，本发明实施例的惯性导航系统的修正方法，通过对车辆的航向角变化率信息的处理，提取出可与特征点地图中交叉点匹配的信息点，进而根据该信息点修正惯性导航系统的位置误差，可提高车辆定位精度。并且，该修正方法无需增加其他辅助设备，可实现惯性导航系统长时间、高精度、低成本的定位。

图4是本发明实施例的车辆的导航方法的流程图。

如图4所示，车辆的导航方法包括以下步骤：

S401，采用上述的惯性导航系统的修正方法，修正惯性导航系统的定位误差。

S402，通过修正后的惯性导航系统对车辆进行导航。

由此，该车辆的导航方法，通过采用上述的惯性导航系统的修正方法，可提高车辆惯性导航系统的定位精度，提高导航的准确性。

进一步地，本发明提出了一种算机可读存储介质。

在该实施例中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述的惯性导航系统的修正方法，或者，上述的车辆的导航方法。

本发明还提出了一种电子设备。

本发明实施例的电子设备，包括存储器、处理器和存储在存储器上的计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述的惯性导航系统的修正方法，或者，上述的车辆的导航方法。

图5是本发明实施例的车辆的结构框图。

如图5所示，该车辆1000包括上述电子设备100。

本发明实施例的车辆，通过上述的电子设备，通过对车辆的航向角变化率信息的处理，提取出可与特征点地图中交叉点匹配的信息点，进而根据该信息点修正惯性导航系统的位置误差，可提高车辆定位精度。并且，该修正方法无需增加其他辅助设备，可实现惯性导航系统长时间、高精度、低成本的定位。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明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。

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发明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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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