CN110398765B - 定位方法和装置、无人驾驶设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种定位方法和装置、无人驾驶设备。定位装置以预定采样间隔△t对轮速计提供的速度信息、惯性导航***提供的角速度信息、定位***提供的定位信息、激光雷达传感器提供的第一点云数据、和视觉传感器提供的第二点云数据进行采样；利用在t时刻和在t+△t时刻的采样结果，判断在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据是否有效；在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效的情况下，利用有效的定位信息、第一点云数据和第二点云数据进行定位处理。本公开通过利用不同定位方式反馈的定位结果进行联合处理，能够提供高精度的定位信息。

Description

定位方法和装置、无人驾驶设备
技术领域
本公开涉及定位领域，特别涉及一种定位方法和装置、无人驾驶设备。
背景技术
目前，为了实现无人驾驶设备运行的安全稳定，通过利用GPS(GlobalPositioning System，全球定位***)、惯性导航***、激光SLAM(SimultaneousLocalization And Mapping)、视觉SLAM、特征点(Landmark)定位、轮速计(Odometry)等方式来实现无人驾驶设备的定位、定向控制。
然而，GPS接收机板卡在城市道路环境中受多径、遮挡现象影响，定位精度差。同时GPS板卡本身存在显示定位状态良好，但实际定位精度较差的问题。GPS/INS组合方案由于受GPS板卡本身问题影响，其定位、定向精度在某些环境下较差。激光SLAM和视觉SLAM、特征点定位受运行环境(光照、温度等)影响，不能在任何环境下都能有效实现定位。轮速计需要依靠其他设备提供航向信息，然后通过推位实现定位，这种定位方式在其他设备不能提供精确航向信息且自身比例参数不精确的情况下，定位精度较差。
发明内容
本公开的实施例解决的一个技术问题是：无法为无人驾驶设备提供高精度的定位服务。
根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种定位方法，包括：以预定采样间隔△t对轮速计提供的速度信息、惯性导航***提供的角速度信息、定位***提供的定位信息、激光雷达传感器提供的第一点云数据、和视觉传感器提供的第二点云数据进行采样；利用在t时刻和在t+△t时刻的采样结果，判断在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据是否有效；在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效的情况下，利用有效的定位信息、第一点云数据和第二点云数据进行定位处理。
可选地，定位信息包括定位数据Pg和定向数据Hg；第一点云数据包括定位数据Pl和定向数据Hl；第二点云数据包括定位数据Ps和定向数据Hs。
可选地，利用在t时刻和在t+△t时刻的采样结果，判断在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据是否有效包括：利用采样的速度信息和角速度信息，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的移动距离S；利用移动距离S，判断在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1是否有效；在定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1有效的情况下，利用采样的第一点云数据中的定向数据，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL；利用相对航向HL，判断在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1和Hsk+1是否有效；在定向数据Hgk+1和Hsk+1有效的情况下，确定在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效。
可选地，利用移动距离S，判断在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1是否有效包括：利用在t时刻采样的定位数据Pgk及在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1，确定移动距离Sg；利用在t时刻采集到的定位数据Plk及在t+△t时刻采集到的定位数据Plk+1，确定移动距离Sl；利用在t时刻采集到的定位数据Psk及在t+△t时刻采集到的定位数据Psk+1，确定移动距离Ss；在移动距离Sg与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1有效；在移动距离Sl与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1有效；在移动距离Ss与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1有效。
可选地，在移动距离Sg与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1无效，利用移动距离S和定位数据Pgk重新生成定位数据Pgk+1；在移动距离Sl与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1无效，利用移动距离S和定位数据Plk重新生成定位数据Plk+1；在移动距离Ss与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1无效，利用移动距离S和定位数据Psk重新生成定位数据Psk+1。
可选地，利用相对航向HL，判断在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1和Hsk+1是否有效包括：利用在t时刻采样的定向数据Hgk及在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1，确定相对航向HG；利用在t时刻采集到的定向数据Hsk及在t+△t时刻采集到的定向数据Hsk+1，确定相对航向HS；在相对航向HG与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1有效；在相对航向HS与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1有效。
可选地，在相对航向HG与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1无效，利用定向数据Hgk、采样间隔△t和在t时刻采样的角速度Wnk重新生成定向数据Hgk+1；在相对航向HS与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1无效，利用定向数据Hsk、采样间隔△t和角速度Wnk重新生成定向数据Hsk+1。
可选地，利用采样的速度信息和角速度信息，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的移动距离S包括：利用在t时刻采样的速度Vk和角速度Wnk，及在t+△t时刻采样的速度Vk+1和角速度Wnk+1，确定无人驾驶设备从t时刻到t+△t时刻的移动距离S。
可选地，利用采样的第一点云数据中的定向数据，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL包括：利用在t+△t时刻采样的定向数据Hlk+1与在t时刻采样的定向数据Hlk之差，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL。
根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，提供一种定位装置，包括：采样模块，被配置为以预定采样间隔△t对轮速计提供的速度信息、惯性导航***提供的角速度信息、定位***提供的定位信息、激光雷达传感器提供的第一点云数据、和视觉传感器提供的第二点云数据进行采样；信息识别模块，被配置为利用在t时刻和在t+△t时刻的采样结果，判断在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据是否有效；定位处理模块，被配置为在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效的情况下，利用有效的定位信息、第一点云数据和第二点云数据进行定位处理。
可选地，定位信息包括定位数据Pg和定向数据Hg；第一点云数据包括定位数据Pl和定向数据Hl；第二点云数据包括定位数据Ps和定向数据Hs。
可选地，信息识别模块被配置为利用采样的速度信息和角速度信息，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的移动距离S；利用移动距离S，判断在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1是否有效；在定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1有效的情况下，利用采样的第一点云数据中的定向数据，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL；利用相对航向HL，判断在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1和Hsk+1是否有效；在定向数据Hgk+1和Hsk+1有效的情况下，确定在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效。
可选地，信息识别模块被配置为利用在t时刻采样的定位数据Pgk及在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1，确定移动距离Sg；利用在t时刻采集到的定位数据Plk及在t+△t时刻采集到的定位数据Plk+1，确定移动距离Sl；利用在t时刻采集到的定位数据Psk及在t+△t时刻采集到的定位数据Psk+1，确定移动距离Ss；在移动距离Sg与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1有效；在移动距离Sl与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1有效；在移动距离Ss与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1有效。
可选地，信息识别模块被配置为在移动距离Sg与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1无效，利用移动距离S和定位数据Pgk重新生成定位数据Pgk+1；在移动距离Sl与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1无效，利用移动距离S和定位数据Plk重新生成定位数据Plk+1；在移动距离Ss与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1无效，利用移动距离S和定位数据Psk重新生成定位数据Psk+1。
可选地，信息识别模块被配置为利用在t时刻采样的定向数据Hgk及在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1，确定相对航向HG；利用在t时刻采集到的定向数据Hsk及在t+△t时刻采集到的定向数据Hsk+1，确定相对航向HS；在相对航向HG与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1有效；在相对航向HS与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1有效。
可选地，信息识别模块还被配置为在相对航向HG与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1无效，利用定向数据Hgk、采样间隔△t和在t时刻采样的角速度Wnk重新生成定向数据Hgk+1；在相对航向HS与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1无效，利用定向数据Hsk、采样间隔△t和角速度Wnk重新生成定向数据Hsk+1。
可选地，信息识别模块还被配置为利用在t时刻采样的速度Vk和角速度Wnk，及在t+△t时刻采样的速度Vk+1和角速度Wnk+1，确定无人驾驶设备从t时刻到t+△t时刻的移动距离S。
可选地，信息识别模块还被配置为利用在t+△t时刻采样的定向数据Hlk+1与在t时刻采样的定向数据Hlk之差，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL。
根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，提供一种定位装置，包括：存储器，被配置为存储指令；处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如上述任一实施例涉及的方法。
根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，提供一种无人驾驶设备，包括如上述任一实施例涉及的定位装置，以及
轮速计，被配置为提供速度信息；
惯性导航***，被配置为提供角速度信息；
定位***，被配置为提供定位信息；
激光雷达传感器，被配置为提供第一点云数据；
视觉传感器，被配置为提供第二点云数据。
根据本公开的一个或多个实施例的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上述任一实施例涉及的方法。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开一个实施例的定位方法的示例性流程图。
图2为本公开一个实施例的判定采样数据是否有效的示例性流程图。
图3为本公开一个实施例的定位装置的示例性框图。
图4为本公开另一个实施例的定位装置的示例性框图。
图5为本公开一个实施例的无人驾驶设备的示例性框图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本公开一个实施例的定位方法的示例性流程图。可选地，本实施例的方法步骤可由定位装置执行。
在步骤101，以预定采样间隔△t对轮速计提供的速度信息、惯性导航***提供的角速度信息、定位***提供的定位信息、激光雷达传感器提供的第一点云数据、和视觉传感器提供的第二点云数据进行采样。
可选地，定位信息包括定位数据Pg和定向数据Hg，第一点云数据包括定位数据Pl和定向数据Hl，第二点云数据包括定位数据Ps和定向数据Hs。
例如，定位***可为GPS或其它提供定位服务的定位***。
在步骤102，利用在t时刻和在t+△t时刻的采样结果，判断在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据是否有效。
图2为本公开一个实施例的判定采样数据是否有效的示例性流程图。
在步骤201，利用采样的速度信息和角速度信息，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的移动距离S。
可选地，利用在t时刻采样的由轮速计提供的速度Vk和由惯性导航***提供的角速度Wnk，及在t+△t时刻采样的由轮速计提供的速度Vk+1和由惯性导航***提供的角速度Wnk+1，确定无人驾驶设备从t时刻到t+△t时刻的移动距离S。
例如，移动距离S可由下列公式(1)计算。
Figure GDA0003311991020000081
其中，利用Wnk和Wnk+1，可有效消除陀螺仪零偏对航向角的影响。
在步骤202，利用移动距离S，判断在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1、第一点云数据中的定位数据Plk+1和第二点云数据中的定位数据Psk+1是否有效。
可选地，利用在t时刻采样的定位数据Pgk及在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1，确定移动距离Sg。利用在t时刻采集到的定位数据Plk及在t+△t时刻采集到的定位数据Plk+1，确定移动距离Sl。利用在t时刻采集到的定位数据Psk及在t+△t时刻采集到的定位数据Psk+1，确定移动距离Ss。
在移动距离Sg与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1有效。例如，若|Sg-S|<△S1，则确定在t+△t时刻采样的由定位***提供的定位数据Pgk+1有效。
相反地，在移动距离Sg与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1无效，利用移动距离S和定位数据Pgk重新生成定位数据Pgk+1。例如，在无人驾驶设备前进的情况下，Pgk+1＝Pgk+S。在无人驾驶设备后退的情况下，Pgk+1＝Pgk-S。
在移动距离Sl与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1有效。例如，若|Sl-S|<△S2，则确定在t+△t时刻采样的由激光雷达传感器提供的定位数据Plk+1有效。
相反地，在移动距离Sl与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1无效，利用移动距离S和定位数据Plk重新生成定位数据Plk+1。例如，在无人驾驶设备前进的情况下，Plk+1＝Plk+S。在无人驾驶设备后退的情况下，Plk+1＝Plk-S。
在移动距离Ss与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1有效。例如，若|Ss-S|<△S3，则确定在t+△t时刻采样的由视觉传感器提供的定位数据Psk+1有效。
相反地，在移动距离Ss与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1无效，利用移动距离S和定位数据Psk重新生成定位数据Psk+1。例如，在无人驾驶设备前进的情况下，Psk+1＝Psk+S。在无人驾驶设备后退的情况下，Psk+1＝Psk-S。
在步骤203，在定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1有效的情况下，利用采样的第一点云数据中的定向数据，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL。
可选地，利用在t+△t时刻采样的定向数据Hlk+1与在t时刻采样的定向数据Hlk之差，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL。
在步骤204，利用相对航向HL，判断在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1和第二点云数据中的定向数据Hsk+1是否有效。
可选地，利用在t时刻采样的定向数据Hgk及在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1，确定相对航向HG。利用在t时刻采集到的定向数据Hsk及在t+△t时刻采集到的定向数据Hsk+1，确定相对航向HS。
在相对航向HG与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1有效。例如，若|HG-HL|<△H1，则确定在t+△t时刻采样的由定位***提供的定位数据Psk+1有效。
相反地，在相对航向HG与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1无效，利用定向数据Hgk、采样间隔△t和在t时刻采样的角速度Wnk重新生成定向数据Hgk+1。例如，Hgk+1＝Hgk+Wnk×△t。
在相对航向HS与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1有效。例如，若|HS-HL|<△H2，则确定在t+△t时刻采样的由视觉传感器提供的定位数据Psk+1有效。
相反地，在相对航向HS与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1无效，利用定向数据Hsk、采样间隔△t和角速度Wnk重新生成定向数据Hsk+1。例如，Hsk+1＝Hsk+Wnk×△t。
在步骤205，在定向数据Hgk+1和Hsk+1有效的情况下，确定在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效。
返回到图1。在步骤103，在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效的情况下，利用有效的定位信息、第一点云数据和第二点云数据进行定位处理。
在确定出有效数据后，以无人驾驶设备的位置误差、姿态误差、速度误差、惯性导航***的加速度计零偏和陀螺仪零偏、轮速计比例因子为状态变量，各***给出的有效定位、定向数据为量测值进行扩展卡尔曼滤波，从而实现无人驾驶设备高精度定位及定向。
基于本公开上述实施例提供的定位方法，通过利用不同定位方式反馈的定位结果进行联合处理，能够提供高精度的定位信息。
图3为本公开一个实施例的定位装置的示例性框图。如图3所示，定位装置包括采样模块31、信息识别模块32和定位处理模块33。
如图3所示，采样模块31被配置为以预定采样间隔△t对轮速计提供的速度信息、惯性导航***提供的角速度信息、定位***提供的定位信息、激光雷达传感器提供的第一点云数据、和视觉传感器提供的第二点云数据进行采样。
可选地，定位信息包括定位数据Pg和定向数据Hg，第一点云数据包括定位数据Pl和定向数据Hl，第二点云数据包括定位数据Ps和定向数据Hs。
可选地，信息识别模块32被配置为利用在t时刻和在t+△t时刻的采样结果，判断在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据是否有效。
在一些实施例中，信息识别模块32被配置为利用采样的速度信息和角速度信息，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的移动距离S。可选地，信息识别模块利用在t时刻采样的速度Vk和角速度Wnk，及在t+△t时刻采样的速度Vk+1和角速度Wnk+1，确定无人驾驶设备从t时刻到t+△t时刻的移动距离S。例如，移动距离S可利用上述公式(1)进行计算。
信息识别模块32利用移动距离S，判断在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1是否有效。
在定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1有效的情况下，信息识别模块32进一步利用采样的第一点云数据中的定向数据，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL。
可选地，利用在t+△t时刻采样的定向数据Hlk+1与在t时刻采样的定向数据Hlk之差，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL。
信息识别模块32利用相对航向HL，判断在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1和Hsk+1是否有效；在定向数据Hgk+1和Hsk+1有效的情况下，确定在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效。
在一些实施例中，信息识别模块32利用在t时刻采样的定位数据Pgk及在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1，确定移动距离Sg；利用在t时刻采集到的定位数据Plk及在t+△t时刻采集到的定位数据Plk+1，确定移动距离Sl；利用在t时刻采集到的定位数据Psk及在t+△t时刻采集到的定位数据Psk+1，确定移动距离Ss。
在移动距离Sg与移动距离S之差在预定范围内的情况下，信息识别模块32确定定位数据Pgk+1有效。而在移动距离Sg与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1无效，利用移动距离S和定位数据Pgk重新生成定位数据Pgk+1。例如，在无人驾驶设备前进的情况下，Pgk+1＝Pgk+S。在无人驾驶设备后退的情况下，Pgk+1＝Pgk-S。
在移动距离Sl与移动距离S之差在预定范围内的情况下，信息识别模块32确定定位数据Plk+1有效。而在移动距离Sl与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1无效，利用移动距离S和定位数据Plk重新生成定位数据Plk+1。例如，在无人驾驶设备前进的情况下，Plk+1＝Plk+S。在无人驾驶设备后退的情况下，Plk+1＝Plk-S。
在移动距离Ss与移动距离S之差在预定范围内的情况下，信息识别模块32确定定位数据Psk+1有效。而在移动距离Ss与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1无效，利用移动距离S和定位数据Psk重新生成定位数据Psk+1。例如，在无人驾驶设备前进的情况下，Psk+1＝Psk+S。在无人驾驶设备后退的情况下，Psk+1＝Psk-S。
在一些实施例值，信息识别模块32利用在t时刻采样的定向数据Hgk及在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1，确定相对航向HG；利用在t时刻采集到的定向数据Hsk及在t+△t时刻采集到的定向数据Hsk+1，确定相对航向HS。
在相对航向HG与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1有效。而在相对航向HG与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1无效，利用定向数据Hgk、采样间隔△t和在t时刻采样的角速度Wnk重新生成定向数据Hgk+1。例如，Hgk+1＝Hgk+Wnk×△t。
在相对航向HS与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1有效。而在相对航向HS与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1无效，利用定向数据Hsk、采样间隔△t和角速度Wnk重新生成定向数据Hsk+1。例如，Hsk+1＝Hsk+Wnk×△t。
定位处理模块33被配置为在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效的情况下，利用有效的定位信息、第一点云数据和第二点云数据进行定位处理。
即，利用有效的Pgk+1、Hgk+1、Plk+1、Hlk+1、Psk+1和Hsk+1进行定位处理。
基于本公开上述实施例提供的定位装置，通过利用不同定位方式反馈的定位结果进行联合处理，能够提供高精度的定位信息。
图4为本公开另一个实施例的定位装置的示例性框图。如图4所示，定位装置包括存储器41和处理器42。
存储器41用于存储指令，处理器42耦合到存储器41，处理器42被配置为基于存储器存储的指令执行实现如图1和图2中任一实施例涉及的方法。
如图4所示，该定位装置还包括通信接口43，用于与其它设备进行信息交互。同时，该装置还包括总线44，处理器42、通信接口43、以及存储器41通过总线44完成相互间的通信。
存储器41可以包含高速RAM存储器，也可还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器41也可以是存储器阵列。存储器41还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。
此外，处理器42可以是一个中央处理器CPU，或者可以是专用集成电路ASIC，或者是被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。
本公开同时还涉及一种计算机可读存储介质，其中计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如图1和图2中任一实施例涉及的方法。
图5为本公开一个实施例的无人驾驶设备的示例性框图。如图5所示，无人驾驶设备包括定位装置51、轮速计52、惯性导航***53、定位***54、激光雷达传感器55和视觉传感器56。
如图5所示，定位装置51为图3和图4中任一实施例涉及的定位装置。轮速计52被配置为提供速度信息，惯性导航***53被配置为提供角速度信息，定位***54被配置为提供定位信息，激光雷达传感器55被配置为提供第一点云数据，视觉传感器56被配置为提供第二点云数据。
定位装置通过以预定时间间隔采集各设备及***提供的信息，并进行联合处理，能够提供高精度的定位信息。
可选地，在上面所描述的功能单元模块可以实现为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也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，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (17)

1.一种定位方法，包括：
以预定采样间隔△t对轮速计提供的速度信息、惯性导航***提供的角速度信息、定位***提供的定位信息、激光雷达传感器提供的第一点云数据、和视觉传感器提供的第二点云数据进行采样，所述定位信息包括定位数据Pg和定向数据Hg，所述第一点云数据包括定位数据Pl和定向数据Hl，所述第二点云数据包括定位数据Ps和定向数据Hs；
利用在t时刻和在t+△t时刻的采样结果，判断在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据是否有效；
在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效的情况下，利用有效的定位信息、第一点云数据和第二点云数据进行定位处理；
其中，利用在t时刻和在t+△t时刻的采样结果，判断在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据是否有效包括：
利用采样的速度信息和角速度信息，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的移动距离S；
利用所述移动距离S，判断在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1是否有效；
在定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1有效的情况下，利用采样的第一点云数据中的定向数据，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL；
利用所述相对航向HL，判断在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1和Hsk+1是否有效；
在定向数据Hgk+1和Hsk+1有效的情况下，确定在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效。
2.根据权利要求1所述的定位方法，利用所述移动距离S，判断在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1是否有效包括：
利用在t时刻采样的定位数据Pgk及在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1，确定移动距离Sg；利用在t时刻采集到的定位数据Plk及在t+△t时刻采集到的定位数据Plk+1，确定移动距离Sl；利用在t时刻采集到的定位数据Psk及在t+△t时刻采集到的定位数据Psk+1，确定移动距离Ss；
在移动距离Sg与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1有效；
在移动距离Sl与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1有效；
在移动距离Ss与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1有效。
3.根据权利要求2所述的定位方法，其中：
在移动距离Sg与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1无效，利用移动距离S和定位数据Pgk重新生成定位数据Pgk+1；
在移动距离Sl与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1无效，利用移动距离S和定位数据Plk重新生成定位数据Plk+1；
在移动距离Ss与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1无效，利用移动距离S和定位数据Psk重新生成定位数据Psk+1。
4.根据权利要求1所述的定位方法，利用所述相对航向HL，判断在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1和Hsk+1是否有效包括：
利用在t时刻采样的定向数据Hgk及在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1，确定相对航向HG；利用在t时刻采集到的定向数据Hsk及在t+△t时刻采集到的定向数据Hsk+1，确定相对航向HS；
在相对航向HG与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1有效；
在相对航向HS与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1有效。
5.根据权利要求4所述的定位方法，其中：
在相对航向HG与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1无效，利用定向数据Hgk、采样间隔△t和在t时刻采样的角速度Wnk重新生成定向数据Hgk+1；
在相对航向HS与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1无效，利用定向数据Hsk、采样间隔△t和角速度Wnk重新生成定向数据Hsk+1。
6.根据权利要求1所述的定位方法，利用采样的速度信息和角速度信息，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的移动距离S包括：
利用在t时刻采样的速度Vk和角速度Wnk，及在t+△t时刻采样的速度Vk+1和角速度Wnk+1，确定无人驾驶设备从t时刻到t+△t时刻的移动距离S。
7.根据权利要求1所述的定位方法，利用采样的第一点云数据中的定向数据，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL包括：
利用在t+△t时刻采样的定向数据Hlk+1与在t时刻采样的定向数据Hlk之差，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL。
8.一种定位装置，包括：
采样模块，被配置为以预定采样间隔△t对轮速计提供的速度信息、惯性导航***提供的角速度信息、定位***提供的定位信息、激光雷达传感器提供的第一点云数据、和视觉传感器提供的第二点云数据进行采样，所述定位信息包括定位数据Pg和定向数据Hg，所述第一点云数据包括定位数据Pl和定向数据Hl，所述第二点云数据包括定位数据Ps和定向数据Hs；
信息识别模块，被配置为利用在t时刻和在t+△t时刻的采样结果，判断在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据是否有效，其中利用采样的速度信息和角速度信息，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的移动距离S，利用所述移动距离S判断在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1是否有效，在定位数据Pgk+1、Plk+1和Psk+1有效的情况下，利用采样的第一点云数据中的定向数据，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL，利用所述相对航向HL，判断在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1和Hsk+1是否有效，在定向数据Hgk+1和Hsk+1有效的情况下，确定在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效；
定位处理模块，被配置为在t+△t时刻采样的定位信息、第一点云数据和第二点云数据有效的情况下，利用有效的定位信息、第一点云数据和第二点云数据进行定位处理。
9.根据权利要求8所述的定位装置，其中：
信息识别模块被配置为利用在t时刻采样的定位数据Pgk及在t+△t时刻采样的定位数据Pgk+1，确定移动距离Sg；利用在t时刻采集到的定位数据Plk及在t+△t时刻采集到的定位数据Plk+1，确定移动距离Sl；利用在t时刻采集到的定位数据Psk及在t+△t时刻采集到的定位数据Psk+1，确定移动距离Ss；在移动距离Sg与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1有效；在移动距离Sl与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1有效；在移动距离Ss与移动距离S之差在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1有效。
10.根据权利要求9所述的定位装置，其中：
信息识别模块被配置为在移动距离Sg与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Pgk+1无效，利用移动距离S和定位数据Pgk重新生成定位数据Pgk+1；在移动距离Sl与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Plk+1无效，利用移动距离S和定位数据Plk重新生成定位数据Plk+1；在移动距离Ss与移动距离S之差不在预定范围内的情况下，确定定位数据Psk+1无效，利用移动距离S和定位数据Psk重新生成定位数据Psk+1。
11.根据权利要求8所述的定位装置，其中：
信息识别模块被配置为利用在t时刻采样的定向数据Hgk及在t+△t时刻采样的定向数据Hgk+1，确定相对航向HG；利用在t时刻采集到的定向数据Hsk及在t+△t时刻采集到的定向数据Hsk+1，确定相对航向HS；在相对航向HG与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1有效；在相对航向HS与相对航向HL之差在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1有效。
12.根据权利要求11所述的定位装置，其中：
信息识别模块还被配置为在相对航向HG与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hgk+1无效，利用定向数据Hgk、采样间隔△t和在t时刻采样的角速度Wnk重新生成定向数据Hgk+1；在相对航向HS与相对航向HL之差不在预定范围内的情况下，确定定向数据Hsk+1无效，利用定向数据Hsk、采样间隔△t和角速度Wnk重新生成定向数据Hsk+1。
13.根据权利要求8所述的定位装置，其中：
信息识别模块还被配置为利用在t时刻采样的速度Vk和角速度Wnk，及在t+△t时刻采样的速度Vk+1和角速度Wnk+1，确定无人驾驶设备从t时刻到t+△t时刻的移动距离S。
14.根据权利要求8所述的定位装置，其中：
信息识别模块还被配置为利用在t+△t时刻采样的定向数据Hlk+1与在t时刻采样的定向数据Hlk之差，确定无人驾驶设备在采样间隔△t内的相对航向HL。
15.一种定位装置，包括：
存储器，被配置为存储指令；
处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如权利要求1-7中任一项的方法。
16.一种无人驾驶设备，包括如权利要求8-15中任一项所述的定位装置，以及
轮速计，被配置为提供速度信息；
惯性导航***，被配置为提供角速度信息；
定位***，被配置为提供定位信息；
激光雷达传感器，被配置为提供第一点云数据；
视觉传感器，被配置为提供第二点云数据。
17.一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项的方法。
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