CN113401136A - 一种基于高精度地图的车道偏离预警***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高精度地图的车道偏离预警***及方法。它在车辆行驶过程中，实时获取车辆的定位姿态信息和所在位置的高精度地图信息，对定位姿态信息进行评估，当评估结果准确时，根据定位姿态信息和高精度地图信息判断车辆当前的偏移量，根据偏移量确定是否激活车道偏离预警提醒。本发明借助高精度定位和高精度地图的信息，在极端条件下，也可准确识别车辆是否偏离车道，实现了全时段的车道偏离预警功能。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种基于高精度地图的车道偏离预警***及方法。
背景技术
目前车道偏离预警***大多采用摄像头图像识别的方式，对车道线进行识别。但摄像头受环境光和障碍物遮挡影响很大，在极黑和极亮条件下，摄像头可能无法识别车道线，进而车道偏离预警***失效。在前方有障碍物遮挡的情况下，车道线不是完整的，此时摄像头可能也无法识别车道线，导致车道偏离预警***失效，同时现有使用摄像头提取车道线，是在车身偏离后才进行预警。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种基于高精度地图的车道偏离预警***及方法。
本发明采用的技术方案是：一种基于高精度地图的车道偏离预警***，包括
高精度定位模块，用于实时获取车辆的定位姿态信息发送至数据处理模块；
高精度地图模块，用于实时获取车辆所在位置的高精度地图信息发送至数据处理模块；
数据处理模块，用于分别对定位姿态信息和高精度地图信息进行评估，当两者评估结果均准确时，根据定位姿态信息和高精度地图信息判断车辆当前的偏移量，根据偏移量确定是否激活车道偏离预警提醒。
进一步地，所述高精度定位模块包括gnss定位模块和imu模块，所述gnss定位模块用于实时获取卫星定位信息，所述imu模块用于实时获取车辆姿态信息。
进一步地，所述高精度地图信息包括车辆所在道路的车道线矢量信息。
进一步地，所述数据处理模块包括
质量评估模块，用于对定位姿态信息进行评估确定卫星信号是否准确，用于对高精度地图信息进行评估确定地图数据是否准确，将评估结果发送至功能仲裁模块，同时发送定位姿态信息至偏移量计算模块、发送高精度地图信息地图数据解析模块；
功能仲裁模块，用于在接收到评估结果后确定激活偏离预警功能时分别向地图数据解析模块和偏移量计算模块发送激活信号；
地图数据解析模块，用于在接收到激活信号后接收高精度地图信息并对高精度地图信息进行解析，提取出车道线信息送至偏移量计算模块；
偏移量计算模块，用于在接收到激活信号后接收定位姿态信息并根据定位姿态信息和车道线信息计算车辆当前的偏移量，当偏移量偏小于设定阈值时激活车道偏离预警提醒。
进一步地，通过以下公式计算所述偏移量
offset＝Min(dist(P0-Pc1)-W/2，dist(P0-Pc2)-W/2)
其中，offset为偏移量；W为车体宽度，P0为车体几何中心定位坐标，PC1、PC2分别为高精度地图中对应的左车道和右车道的型点位置坐标。
更进一步地，所述质量评估模块若根据定位姿态信息判断卫星数据满足RTK定位要求，则确定卫星信号准确。
一种基于高精度地图的车道偏离预警方法，车辆行驶过程中，实时获取车辆的定位姿态信息和所在位置的高精度地图信息，对定位姿态信息和高精度地图信息进行评估，当两者评估结果均准确时，根据定位姿态信息和高精度地图信息判断车辆当前的偏移量，根据偏移量确定是否激活车道偏离预警提醒。
进一步地，对定位姿态信息进行评估确定卫星信号是否准确，对高精度地图信息进行评估确定地图数据是否准确，当确定卫星信号准确和地图数据准确时，对高精度地图信息进行解析，提取出车道线信息，根据定位姿态信息和车道线信息计算车辆当前的偏移量，当偏移量偏小于设定阈值时激活车道偏离预警提醒。
进一步地，通过以下公式计算所述偏移量
offset＝Min(dist(P0-Pc1)-W/2，dist(P0-Pc2)-W/2)
其中，offset为偏移量；W为车体宽度，P0为车体几何中心定位坐标，PC1、PC2分别为高精度地图中对应的左车道和右车道的型点位置坐标。
更进一步地，所述定位姿态信息包括卫星定位信息和车辆姿态信息。
本发明的有益效果是：本发明借助高精度定位和高精度地图的信息，在极端条件下，也可准确识别车辆是否偏离车道，实现了全时段的车道偏离预警功能。本发明利用卫星定位受光线影响小和高精度地图的先验信息特性，弥补了摄像头失效情况下的车道偏离预警功能，在摄像头传感器良好的情况下，为车道偏离预警功能提供一层冗余，提高车道偏离预警功能的鲁棒性。
附图说明
图1为本发明的***原理示意图。
图2为本发明偏移量计算的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1所示，本发明提供一种基于高精度地图的车道偏离预警***，包括
高精度定位模块，用于实时获取车辆的定位姿态信息发送至数据处理模块。
高精度地图模块，用于实时获取车辆所在位置的高精度地图信息发送至数据处理模块；高精度地图信息包含车辆周边的高精度地图信息，包含但不限于车辆所在道路的车道线矢量信息。
数据处理模块，用于分别对定位姿态信息和高精度地图信息进行评估，当两者评估结果均准确时，根据定位姿态信息和高精度地图信息判断车辆当前的偏移量，根据偏移量确定是否激活车道偏离预警提醒。
上述方案中，高精度定位模块包括gnss定位模块和imu模块，所述gnss(即全球导航卫星***)定位模块用于实时获取卫星信号，为车辆提供卫星定位信息，所述imu(即惯性测量组件)模块用于实时获取车辆姿态信息，imu模块通过加速度计和陀螺仪的积分输出车辆的姿态信息。
上述方案中，数据处理模块包括
质量评估模块，用于对定位姿态信息进行评估确定卫星信号是否准确，即确定卫星信号质量好不好，对高精度地图信息进行评估确定地图数据是否准确，将评估结果发生至功能仲裁模块，同时发送定位姿态信息至偏移量计算模块、发送高精度地图信息地图数据解析模块。
功能仲裁模块，用于在接收到评估结果后确定激活偏离预警功能时分别向地图数据解析模块和偏移量计算模块发送激活信号；通过功能仲裁模块确定车道偏离预警***是否工作。
地图数据解析模块，用于在接收到激活信号后对高精度地图信息进行解析，提取出车道线信息送至偏移量计算模块。
偏移量计算模块，用于在接收到激活信号后根据定位姿态信息和车道线信息计算车辆当前的偏移量，当偏移量偏小于设定阈值时，表明车辆压线，激活车道偏离预警提醒。
基于上述的车道偏离预警***，本发明还一种基于高精度地图的车道偏离预警方法，车辆行驶过程中，实时获取车辆的定位姿态信息和所在位置的高精度地图信息，对定位姿态信息进行评估，当评估结果准确时，根据定位姿态信息和高精度地图信息判断车辆当前的偏移量，根据偏移量确定是否激活车道偏离预警提醒，具体实施过程如下：
1、车辆搭载高精度定位模块、高精度地图模块、数据处理模块。
2、车辆对高精度定位模块进行标定，确保模块输出的定位定姿信息能满足车辆厘米级定位。
3、车辆对高精度地图模块进行标定，确保该模块能正常播发车辆周边一定范围内的高精度地图信息，包含但不限于车道线矢量信息。并且高精度地图需满足厘米级的精度需求。
4、车辆在行驶过程中，gnss模块不断接收卫星定位信息，imu模块不断对加速度计和陀螺仪数据进行积分，输出车辆姿态信息，高精度定位模块输出车辆精准定位信息，包含车辆中心的经纬度坐标及投影坐标。
5、质量评估模块对gnss模块输出的卫星信息和imu模块输出的定姿信息进行评估，若观测到的卫星数量不满足RTK(Real Time Kinematic,即载波相位差分技术)定位要求则模块会发送“浮点解”或“单点解”信息，此时定位信息无法达到固定解则反馈关闭信号或不发送信号给功能仲裁模块；若定位信息是固定解表明该定位信息能满足车辆厘米级定位，此时反馈仲裁信号给功能仲裁模块。质量评估模块同时对地图质量进行评估，若地图车道线置信度低于阈值，则反馈关闭信号或不发送信号给功能仲裁模块；若地图车道线置信度高于阈值，则反馈仲裁信号给功能仲裁模块。
5、功能仲裁模块接收位置质量评估模块信息，对两种信号进行与处理，当与值为1时表示车道偏离预警***可用，当与值为0时表明当前工况不满足精度要求，故关闭车道偏离预警***。
6、车辆在行驶过程中，车道偏离预警***可用时，地图数据解析模块接收车辆高精度定位信息，并从高精度地图模块中搜索出车辆周边的车道线矢量信息，地图解析模块解析出车道线矢量信息中的经纬度坐标、投影坐标、车道线曲率信息。
7、偏移量计算模块接收车辆高精度定位信息及高精度地图车道线矢量信息，，如图2所示，通过K近邻算法获得距离定位中心最近的左右两个点，分别为C1和C2。该模块接收车体宽度作为参数，对车辆当前偏移量进行计算，若偏移量小于阈值则判定为压了车道线，激活车道偏离预警提醒。车体宽度为W，车辆几何中心坐标为P0，高精度地图矢量点集为C，获得的左车道线点为C1，右车道线点为C2，偏移量为offset。偏移量计算公式如下：
offset＝Min(dist(P0-Pc1)-W/2，dist(P0-Pc2)-W/2)
以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种基于高精度地图的车道偏离预警***，其特征在于：包括
高精度定位模块，用于实时获取车辆的定位姿态信息发送至数据处理模块；
高精度地图模块，用于实时获取车辆所在位置的高精度地图信息发送至数据处理模块；
数据处理模块，用于分别对定位姿态信息和高精度地图信息进行评估，当两者评估结果均准确时，根据定位姿态信息和高精度地图信息判断车辆当前的偏移量，根据偏移量确定是否激活车道偏离预警提醒。
2.根据权利要求1所述的基于高精度地图的车道偏离预警***，其特征在于：所述高精度定位模块包括gnss定位模块和imu模块，所述gnss定位模块用于实时获取卫星定位信息，所述imu模块用于实时获取车辆姿态信息。
3.根据权利要求1所述的基于高精度地图的车道偏离预警***，其特征在于：所述高精度地图信息包括车辆所在道路的车道线矢量信息。
4.根据权利要求1所述的基于高精度地图的车道偏离预警***，其特征在于：所述数据处理模块包括
质量评估模块，用于对定位姿态信息进行评估确定卫星信号是否准确，用于对高精度地图信息进行评估确定地图数据是否准确，将评估结果发送至功能仲裁模块，同时发送定位姿态信息至偏移量计算模块、发送高精度地图信息地图数据解析模块；
功能仲裁模块，用于在接收到评估结果后确定激活偏离预警功能时分别向地图数据解析模块和偏移量计算模块发送激活信号；
地图数据解析模块，用于在接收到激活信号后接收高精度地图信息并对高精度地图信息进行解析，提取出车道线信息送至偏移量计算模块；
偏移量计算模块，用于在接收到激活信号后接收定位姿态信息并根据定位姿态信息和车道线信息计算车辆当前的偏移量，当偏移量偏小于设定阈值时激活车道偏离预警提醒。
5.根据权利要求1所述的基于高精度地图的车道偏离预警***，其特征在于：通过以下公式计算所述偏移量
offset＝Min(dist(P0-Pc1)-W/2，dist(P0-Pc2)-W/2)
其中，offset为偏移量；W为车体宽度，P0为车体几何中心定位坐标，PC1、PC2分别为高精度地图中对应的左车道和右车道的型点位置坐标。
6.根据权利要求1所述的基于高精度地图的车道偏离预警***，其特征在于：所述质量评估模块若根据定位姿态信息判断卫星数据满足RTK定位要求，则确定卫星信号准确。
7.一种基于高精度地图的车道偏离预警方法，其特征在于：车辆行驶过程中，实时获取车辆的定位姿态信息和所在位置的高精度地图信息，对定位姿态信息和高精度地图信息进行评估，当两者评估结果均准确时，根据定位姿态信息和高精度地图信息判断车辆当前的偏移量，根据偏移量确定是否激活车道偏离预警提醒。
8.根据权利要求7所述的基于高精度地图的车道偏离预警方法，其特征在于：对定位姿态信息进行评估确定卫星信号是否准确，对高精度地图信息进行评估确定地图数据是否准确，当确定卫星信号准确和地图数据准确时，对高精度地图信息进行解析，提取出车道线信息，根据定位姿态信息和车道线信息计算车辆当前的偏移量，当偏移量偏小于设定阈值时激活车道偏离预警提醒。
9.根据权利要求7所述的基于高精度地图的车道偏离预警方法，其特征在于：通过以下公式计算所述偏移量
offset＝Min(dist(P0-Pc1)-W/2，dist(P0-Pc2)-W/2)
其中，offset为偏移量；W为车体宽度，P0为车体几何中心定位坐标，PC1、PC2分别为高精度地图中对应的左车道和右车道的型点位置坐标。
10.根据权利要求7所述的基于高精度地图的车道偏离预警方法，其特征在于：所述定位姿态信息包括卫星定位信息和车辆姿态信息。
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