CN113532447A - 用于车辆定位的车载设备、***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆定位的车载设备、***和方法。所述车载设备通信接口，其从路侧设备接收路侧设备信息，所述路侧设备信息至少包含路侧设备位置信息；以及处理器，其被配置成基于所述路侧设备位置信息和如下信息中的之一或两者来确定车辆位置：表示车辆周围环境的环境信息和来自车辆导航***的位置信息。

Description

用于车辆定位的车载设备、***和方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆定位的车载设备以及包括该车载设备的***，还涉及一种用于车辆定位的方法，还涉及一种相应的路侧设施。

背景技术

对于运行在道路上车辆，对其进行定位以为车辆提供准确的位置信息是十分重要的，这能够避免车辆与行人、其他车辆和障碍物等碰撞而引发意外事故。

在现有的车辆定位解决方案中，通常借助于空间导航卫星、地面卫星站以及设置于车端的卫星信号接收机来实现基于导航卫星数据(GPS、GLONASS、Beidou、Galileo)的车辆定位。根据这种现有的解决方案，采用附加的卫星地面站来应用差分技术，从而可以提高车辆定位的准确性。但是，建设附加的卫星地面站需要巨大的成本，使用卫星地面站需要巨大的使用费用，同时，这也对车载端的运算能力提出了较高的要求。因此，期望在提高车辆定位准确性的同时，降低建设成本、使用成本。

发明内容

本发明旨在提供一种改进的用于车辆定位的技术方案，其能够以较低的成本提升车辆的定位精度。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于车辆定位的车载设备，包括：通信接口，其从路侧设备接收路侧设备信息，所述路侧设备信息至少包含路侧设备位置信息；以及处理器，其被配置成基于所述路侧设备位置信息和如下信息中的之一或两者来确定车辆位置：表示车辆周围环境的环境信息和来自车辆导航***的位置信息。

根据一种可行的实施方式，所述处理器被配置成基于所述路侧设备位置信息确定所述车辆位置，可选地，所述路侧设备位置信息来自ETC-路侧设备，并且基于所述环境信息和/或所述车辆导航***的位置信息修正所确定的车辆位置。

根据一种可行的实施方式，所述处理器被配置成执行第一计算，在第一计算中，基于路侧设备位置信息和表示车辆周围环境的环境信息计算出车辆位置；执行第二计算，在第二计算中，基于来自车辆导航***的位置信息得到车辆位置；以及对第一计算中计算出的车辆位置和第二计算中计算出的车辆位置进行综合处理，以确定车辆位置。

根据一种可行的实施方式，所述处理器被配置成执行第一计算，在第一计算中，基于路侧设备位置信息得到车辆位置；执行第二计算，在第二计算中，基于表示车辆周围环境的环境信息和来自车辆导航***的位置信息得到车辆位置；以及对第一计算中计算出的车辆位置和第二计算中计算出的车辆位置进行综合处理，以确定车辆位置。

根据一种可行的实施方式，在综合处理中使用的第一计算所计算的车辆位置包括：最新执行的第一计算中计算出的车辆位置；或者最新执行的第一计算中计算出的车辆位置以及前面一次或多次执行的第一计算中计算出的车辆位置。

根据一种可行的实施方式，所述环境信息包括包含所述车辆周围的环境对象的图像信息和/或所述车辆与所述环境对象之间的相对位置信息；并且所述处理器基于表示所述相关路侧设备的预定标识从所述图像信息中识别出所述相关路侧设备；并且从所述相对位置信息中确定出所述车辆与所述相关路侧设备之间的相对位置，

根据一种可行的实施方式，所述环境信息来自于所述车辆中的环境传感器和/或来自于所述车辆外部并与所述车辆通信接连的环境传感器。

根据一种可行的实施方式，所述路侧设备信息还包括校验信息；所述处理器还被配置成基于所述校验信息检测接收到的路侧位置信息的有效性，并且采用被检测为有效的路侧设备位置信息来确定所述车辆位置。

根据一种可行的实施方式，所述处理器还被配置成执行第三计算，在第三计算中，计算出第一计算中计算出的车辆位置与第二计算中计算出的车辆位置之间的位置差。

根据一种可行的实施方式，所述位置差包括：(1)在最新执行的第一计算中计算出的车辆位置与相应第二计算中计算出的车辆位置之间的位置差；或者(2)最新执行的第一计算中计算出的车辆位置以及前面一次或多次执行的第一计算中计算出的车辆位置分别与相应第二计算中计算出的车辆位置之间的位置差。

根据一种可行的实施方式，所述处理器还被配置成根据第三计算中计算出的位置差来确定校准参数，以校准所述车辆导航***；并且在第二计算中基于来自校准后的车辆导航***的位置信息确定出车辆位置。

根据一种可行的实施方式，所述处理器还被配置成根据第三计算中计算出的位置差评估所述车辆导航***的可信度。

根据一种可行的实施方式，所述处理器被配置成：在出现大于第一阈值的位置差时，将所述车辆导航***的可信度评估为低，可选地，在可信度被评估为低的情况下，在所述车辆中提供警示；在所述位置差小于所述第一阈值且大于第二阈值时，将所述车辆导航***的可信度评估为中，所述第二阈值小于第一阈值并且可以为零；并且在所述位置差小于所述第二阈值时，将所述车辆导航***的可信度评估为高。

根据本发明的另一个方面，提供了一种路侧设施，包括一个或多个路侧设备，每个路侧设备被构造成：包含路侧设备信息，所述路侧设备信息至少包含表示其位置的路侧设备位置信息；以及向车辆发送所述路侧设备信息，以便所述车辆基于所述路侧设备位置信息确定车辆位置。

根据一种可行的实施方式，所述路侧设置包括多个路侧设备，并且所述多个路侧设备中的一些或全部被可通信地连接。

根据一种可行的实施方式，所述多个路侧设备中每个路侧设备都集成有***，用于确定其自身的位置；或者所述多个路侧设备中的一部分具有***，并且不具有定位的路侧设备的位置是基于具有***的路侧设备的位置以及它们之间的相对位置确定出的。

根据一种可行的实施方式，所述一个或多个路侧设备为ETC-路侧设备。

根据本发明的再一个方面，提供了一种用于车辆定位的***，包括：如上所述的路侧设施，其包括一个或多个路侧设备，各路侧设备被配置成发送表示其位置的路侧设备位置信息；环境传感器，设置于所述车辆中和/或位于所述车辆外部并与所述车辆通信连接，用于感测表示车辆周围环境状况的环境信息；以及如上所述的车载设备，基于来自所述一个或多个路侧设备的路侧设备位置信息，和如下信息中的之一或两者来确定车辆位置：来自所述环境传感器的环境信息和来自车辆导航***的位置信息。

根据本发明的再一个方面，提供了一种用于车辆定位的方法，可选地，所述方法由如上所述的车载设备和/或如上所述的***来执行，所述方法包括：在车辆处于行驶经过道路的相关路侧设备的通信范围期间从路侧设备接收路侧设备信息，所述路侧设备信息至少包含路侧设备位置信息；以及基于所述路侧设备位置信息和如下信息中的一者或两者来确定车辆的位置：表示车辆周围环境的环境信息和来自车辆导航***的位置信息。

根据本发明的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序在被至少一个处理器执行时实现如上所述的方法。

由此可见，根据本发明的技术方案，借助于来自路端的路侧设备位置信息来辅助确定车辆位置，从而实现了以便捷且经济的方式提升车辆的定位精度。

而且，根据本发明的技术方案，能够以简单的操作判断车辆导航***给出的位置信息是否出现了偏差，并且进一步能够对车载导航***进行校准，提升了定位准确性和可靠性。

附图说明

图1是根据本发明的一种可行实施方式的用于车辆定位的***的示意性框图。

图2是根据本发明的一种可行实施方式的用于车辆定位的车载设备的示意性框图。

图3示出了可以在其中实施本发明的一些实现方式的示例性操作环境。

图4是根据本发明的一种可行实施方式的用于车辆定位的方法的流程图。

具体实施方式

本发明涉及车辆定位的技术方案。本发明中的“车辆”是指具备无线通信功能的车辆，例如，本发明中的车辆可以借助于V2X通信技术与外界进行信息交互。

下面，结合附图来详细描述本发明的实施例。

图1示意性示出了根据本发明的一种可行实施方式的用于车辆定位的***100，其主要包括车载设备10、包括一个或多个路侧设备20-22的路侧设施和环境传感器30。***100可以理解为智能车与智能道路(智能的车端与智能的路端)协同工作的协同式生态***的一个典型示例。

可以理解，“路侧设备”为相关路侧设备，即位于车辆行驶经过的道路的不同位置处，以便车辆在道路上行驶的过程中，会逐一地经过路侧设备20-22中的每一个路侧设备。车辆在道路上行驶的过程中，会经过各种各样的路侧设备，本发明中的“路侧设备”仅包含如下所述那样的，具备较短通信距离并向车端发送路侧设备信息的路侧设备。

可以理解，路侧设备可位于道路近旁，距离道路一定距离的侧方，道路上方，或者道路下方(例如，埋设在道路里)。可以以抱杆、独立站等方式设立。对于路侧设备的具***置、设置方式本发明不做限定。

路侧设备20-22可以与车辆以无线通信的方式交互信息(例如，指令和/或数据)。每一个路侧设备中存储有表示该路侧设备的位置(例如，绝对位置)的路侧设备位置信息，并且在与车辆无线通信的过程中将该路侧设备位置信息发给车辆。例如，路侧设备20中存储有表示该路侧设备20的位置的路侧设备位置信息，在车辆与该路侧设备20无线通信的过程中，可以从该路侧设备20接收该路侧位置信息。车辆在与路侧设备21或22无线通信的过程中，也可以实现类似的信息交互。

可以理解，路侧设备20-22中的位置信息可以采用多种方式来表示该路侧设备的位置，例如，该位置可以在使用局部位置的局部坐标系中、在使用全局位置的全局坐标系中、在使用x、y和z位置点的笛卡尔坐标系中、在极坐标系中、在球形坐标系中等。

路侧设备20-22具有通信范围。在本发明中，该通信范围可以通过设定无线通信方式和/或对所设定的无线通信的参数进行调节而限制得比较小，由此，车辆仅在十分接近(例如，10米以内)路侧设备时才能与路侧设备建立无线通信连接并交互信息。各路侧设备的通信范围可以全部相同或者部分相同或者彼此不相同，对此，本发明不进行限定。

根据本发明，车辆在处于由上述通信范围限定的、与路侧设备的接近区域期间，能够接收到路侧设备所发送的路侧设备信息。

在一个实施例中，路侧设备20-22的通信范围是可以调节的。例如，路侧设备20-22具有射频功能，例如配备近场感应天线，该射频功能可以辅助调节路侧设备的通信范围。路侧设备可以通过微波天线或高频天线使得其通信范围被控制在较小的区域内，例如，路侧设备周围5m的范围内。即，车辆在处于路侧设备的通信范围期间，才能够与该路侧设备交互信息，并且一旦车辆离开该路侧设备的通信范围，就无法与该路侧设备进行通信。

环境传感器30用于感测表示车辆周围的环境情况的环境信息。环境传感器30可以设置于车辆内或者车辆一侧或多侧，即，实现为车载传感器，例如环境传感器可以为车载摄像头(单目标或多目标)，激光雷达器，超声波雷达器(如毫米波雷达)，车载接收器等。车载摄像头可以通过图像或者视频分析得到路边设备的信息，例如可以得到车辆距离路侧设备的相对距离；雷达器可以通过对点云的分析得到车辆距离路侧设备的相对距离；车载接收器可以通过接收信号的时延，或者根据信号中的时间戳信息，判断路侧设备的信息，例如距离本车的相对位置。

环境传感器30也可以实现为车辆外部的传感器并能够通过无线通信将感测到的环境信息传送至车端，例如摄像头、雷达、无线收发器可以设置在路侧，通过对收集到的信息的分析，路边智能设备可以将分析结果发送至车端，使车端可以进行进一步的运算。换言之，在本发明中，环境信息可以来自车载的环境传感器，也可以来自车辆外部的环境传感器，还可以来自这两者并对来自两者的环境信息进行融合处理。

环境传感器30将感测到的环境信息传送给车载设备10，以便车载设备10用于分析和计算。

车载设备10可以根据来自一个或多个路侧设备20-22的路侧设备位置信息确定出车辆位置，因为车辆在获得路侧设备位置的时候处于与路侧设备十分接近的位置。车载设备10还可以在路侧设备位置信息的基础上，结合如下信息中的至少一种来确定车辆位置：来自环境传感器30环境信息和来自车辆导航***的位置信息。车辆设备10还可以在基于路侧设备位置信息确定出车辆位置之后，采用来自环境传感器30环境信息和/或来自车辆导航***的位置信息修正所确定的车辆位置。

可以理解的是，车载设备10根据不同的策略，可以采用路侧设备位置信息、环境信息以及车辆导航信息的位置信息三者的不同组合，进行综合处理，以确定出车辆位置。

车辆导航***可以实现为基于卫星信号的导航***，或者实现为基于卫星信号以及数字地图的导航***。

车载设备10可以用硬件或者软件或者软件与硬件相结合的方式来实现。对于硬件实现的部分，可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数据信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计以执行其功能的电子单元、或它们的组合中实现。对于以软件实现的部分，可以借助于微代码、程序代码或代码段来实现，还可以将它们存储在诸如存储组件之类的机器可读存储介质中。

图3示出了可以在其中实施本发明的一些实现方式的示例性操作环境。该操作环境可以是***100的一个典型示例，本发明并不限于该特定框架。

在图3例示的实现方式中，路侧设备20-22实现为与道路上的ETC收费站的ETC(Electronic Toll Collection)设备绑定(集成)在一起的设备，因此，在该实现方式中，路侧设备20-22实现为ETC-路侧设备20-22。在该实现方式中，借助于ETC设备的短程无线通信来发送路侧设备信息。可以理解，位置信息可以与收费信息一起发送给车端。例如在同一条信息中包括位置信息和收费信息，该信息经过相关的处理(如编码、调制等)后发送，也可以单独(例如，以预定的频率)发送给车端，例如位置信息按照预先配置或者动态/半静态配置的周期、资源等发送。发送位置信息所使用的波束可以和发送收费信息所使用的波束相同，例如，经过相同的波束成形处理。

在该实现方式中，车辆首先驶向第一个ETC收费站，在进入第一个ETC-路侧设备20的通信范围时，与其建立无线通信连接，并且在处于第一个ETC-路侧设备20的通信范围期间与第一个ETC-路侧设备20进行交互，例如，从第一个ETC-路侧设备20接收路侧设备信息。接着，车辆离开第一个ETC-路侧设备20的通信范围，可能行驶一段路程，在该路程中不与任何路侧设备通信，因为该段路程不在任何路侧设备的通信范围内。然后，车辆进入第二个ETC-路侧设备21的通信范围，与其建立无线通信连接，并且在处于第二个ETC-路侧设备21的通信范围期间与第二个ETC-路侧设备21进行交互，例如，从第二个ETC-路侧设备21接收路侧设备信息。依次类推。

可以理解，路侧设备可能被布置在相对于道路路面具有一定高度的位置(例如，如图3所示的ETC龙门架上)。在该情况下，可以预先将路侧设备中存储的路侧设备位置信息中表示高度(海拔)的数据值设置成与道路路面的高度(海拔)一致的值。

根据本发明的实施例，在路侧设施包括多个路侧设备的情况下，例如对于多个路侧设备被布置在一段道路上的不同位置处的情况，多个路侧设备可以以彼此间隔一段路程的方式被连续地布置，可以为每一个路侧设备安装***，例如，GPS***，以便获得该路侧设备的位置(绝对位置)；也可以为所述多个路侧设备中的一个或若干个(即，不是为全部的路侧设备)安装***。对于，没有安装***的路侧设备，它们的位置可以根据安装有***的路侧设备的位置以及它们之间的相对位置来确定，例如，根据路侧设备之间的相对位置信息计算出其他路侧设备的位置信息。路侧设备之间的相对位置信息可以在路侧设备接口之间传输。路侧设备之间的相对位置信息可以以相对距离的方式表示，例如间隔50m，还可以以相对方位和相对距离的方式表示，例如，东北方向2°间隔50m。对于相对位置信息的具体表示方式本发明不做限定

例如，在路侧设备20-22中，路侧设备20和22安装有***，而路侧设备21没有安装***，则路侧设备21的位置可以根据(1)其与路侧设备20的相对位置和路侧设备20的位置；或者(2)其与路侧设备22相对位置和路侧设备22的位置；或者(3)前述(1)和(2)的结合计算出，并将计算出的位置存储到路侧设备21中。

可以理解的是，路侧设备在发送路侧设备信息时，会通过诸如授权信息之类的验证方式来确定发送对方是否为合法对象。即，路侧设备仅向对其而言为合法车辆的车辆发送路侧设备信息。例如，合法车辆可以理解为在路侧设备的白名单中的车辆。由此，路侧设备能够仅向预先确定的应当发送的对象车辆发送位置信息，而不会将其信息传送给任意的车辆。

可以理解的是，在车端也可以执行关于路侧设备是否为相对于车辆的合法设备的验证，例如，路侧设备是否在车辆通信白名单中。这样，车辆可以仅接收来自合法发送对象(例如，相对于车辆为合法的路侧设备)的信息。由此，能够防止车辆中的电子***被来自黑客设备的恶意信息而损坏，提升了通信安全性。

当然，上述验证策略也可以在路端和车端两侧都执行，对于执行过程的顺序和方式，本发明不进行限定。

根据本发明的实施例，路侧设备20-22具有预定标识，以便车载设备10能够基于该预定标识从环境信息中确定与路侧设备相关的信息。即，环境传感器30采集车辆周围各种环境对象的信息，在路侧设备具备预定标识的情况下，车载设备10可以从这些环境对象中识别出路侧设备，由此确定出与路侧设备相关的信息。例如，在图3例示的实施方式中，预定标识可以实现为“ETC”标识。

可以理解，根据本发明，对于不同的路段(区域)，可以采用不同的设备，相应地，各类路侧设备可以采用不同的预定标识。

可以理解，虽然在附图中示出了三个路侧设备，但是路侧设备的数量可以是仅一个，可以是多于一个的其他数量。

图2示出了根据本发明的一种可行实施方式的车载设备10，其主要包括通信接口11和处理器12。车载设备10可以构造成设置于ECU中，即，借助ECU来实现根据本发明的定位策略。车载设备10也可以构造成设置在独立于ECU并与ECU通信连接的控制器中。

以下，以示例的方式介绍车载设备10的工作过程。

通信接口11在车辆处于路侧设备的通信范围期间与路侧设备以无线通信的方式进行交互，例如，从路侧设备接收路侧设备信息。该路侧设备信息包括路侧设备位置信息和校验信息。路侧设备位置信息包含表示路侧设备的位置的信息。校验信息包含用于校验路侧设备位置信息的有效性的信息。路侧设备信息可以按照一定的通信标准进行处理(例如，3GPP或者ETSI标准)，按照一定的通信方式，例如车联网通信接口，由路侧设备发送。

可以理解，通信接口11并不总是能够接收到路侧设备信息，因为车辆可能处于路侧设备的通信范围之外，仅在车辆处于路侧设备的通信范围期间，通信接口11才接收到来自该路侧设备的路侧设备信息。

可以理解，根据本发明，路侧设备的通信范围可以较小，所以车辆不会同时处于两个或更多个路侧设备的通信范围内，即，通信接口11一次仅收到来自一个本发明所指的相关路侧设备的路侧设备信息。例如路侧设备使用微波短距离射频电路，天线的通信有效范围较短，当车辆被路侧设备所覆盖时，车辆才可接收到路侧设备发送的信息。当然，车辆可能通过V2X通信接收到来自外界的其他信息，但该其他信息不被用于根据本发明的车辆位置计算。另一种情况是，车辆可能接收多于一个路侧设备发送的信息，根据信息中携带的路侧设备标识信息或信息包的头信息等，车辆可以区分信息来源。

处理器12对接收到的路侧设备信息进行分析和处理。以下描述处理器12执行的操作。

处理器12获取来自环境传感器30的环境信息，其包含表示车辆周围的环境状况的信息。例如，该环境信息包括图像信息(图片或视频)，其中包含车辆周围的环境对象；以及相对位置信息，其中包含车辆与环境对象之间的相对位置。相对位置信息可以根据图像信息获得，也可以根据点云信息、深度信息等信息获得。处理器12可以根据环境信息确定出车辆与路侧设备之间的相对位置。

在一个实施例中，处理器12对图像信息进行分析，例如，进行图像识别，根据代表路侧设备的预定标识从环境对象中识别出路侧设备。即，环境传感器30采集的图像信息中可能包含车辆周围的各种环境对象，处理器12根据代表路侧设备的预定标识从这些环境对象中将路侧设备识别出来。可以理解，多个路侧设备可以具有相同的预定标识，例如，都为“ETC”标识，也可以具有不同的预定标识，无论是哪种情况，处理器12可以根据预先获知的预定标识识别出路侧设备。

处理器12从相对位置信息中确定出车辆与路侧设备之间的相对位置。即，环境传感器30采集车辆与周围各种环境对象之间的相对位置信息，在处理器12已识别出路侧设备的基础上，从相对位置信息中“选择”出车辆与识别出的路侧设备之间的相对位置。

再例如，处理器12可以根据接收路边设备的信号的时延信息，判断车辆距离路边设备的相对距离。

可以理解，相对位置包含相对距离以及相对方向。相对位置和相对方向可以用多种形式来表示，例如，经度、维度、海拔的形式或者横向距离、纵向距离、角度的形式等，本发明对此不进行限定。

以下，以示例的方式描述处理器12确定车辆位置的一些实施例。应当理解的是，根据本发明的车辆定位方案不限于以下具体计算示例。

处理器12执行第一计算。在第一计算中，处理器12基于路侧设备位置信息和环境信息计算出车辆位置。

在车辆处于路侧设备的通信范围之内的情况下，虽然车辆可能已处于与路侧设备十分接近的位置，但是它们之间依然存在相对位置，即，车辆与路侧设备两者的位置并不是完全一致的，根据第一计算能够进一步获知车辆位置，因为它们之间的较小相对位置也被考虑进去了。

在车辆处于路侧设备的通信范围之外的情况下，虽然车辆已无法获得该路侧设备的路侧设备位置信息，但是该路侧设备位置信息可以被存储在车端，处理器12依然可以根据该路侧设备位置信息和环境信息计算出车辆位置。

处理器12在第一计算中可以进行一次或多次计算，每次计算都得出一个车辆位置。针对来自每个路侧设备的路侧设备位置信息，处理器12在第一计算中根据该路侧设备位置信息计算出车辆位置。

另外，当车辆处于一路侧设备的通信范围期间，在车端持续地接收到来自该路侧设备的路侧设备位置信息，处理器12可以在第一计算中以预定频率计算出车辆位置。

这样，处理器12在第一计算中计算出的车辆位置包括在最新执行的第一计算中计算出的车辆位置；以及最新计算前面的一次或多次计算中计算出的车辆位置。最新计算前面的一次或多次计算，是指计算时间早于最新计算的计算时间的计算。

可以理解的是，可能存在“最新执行的第一计算”未能被成功地执行的情况，例如，因为异常因素导致最新的路侧设备位置信息没有被车辆接收到和/或环境信息没有被捕捉到，在该情况下，将能够成功执行的最新的第一计算视为上述“最新执行的第一计算”。

可以理解的是，在本发明中的其他“最新”也应当按照上述“最新执行的第一计算”中“最新”的方式来理解，例如，“最新第二计算”也应当如此理解。

因为通信干扰等原因，通信接口11接收到的路侧位置信息可能是无效的，如果采用无效的路侧设备位置信息进行第一计算，那么计算出的车辆位置也是不准确的。为此，处理器12在采用路侧设备位置信息进行第一计算之前，可以先对路侧设备位置信息的有效性进行验证。由此，处理器12可以仅采用被验证为有效的路侧设备位置信息进行第一计算，而被验证为无效的路侧设备位置信息不被用于计算。无效的路侧设备位置信息可以被删除或者被忽略。验证的方法可以是公共密钥计算法，证书验证法等，对于验证的方法本发明不做限定。

处理器12可以采用校验信息来验证路侧设备位置信息的有效性。处理器12可以采用多种验证方式，以下仅以示例的方式描述一些验证方式。

在一个实施例中，处理器12可以通过检测校验信息中用于校验传输数据正确性的校验数据是否通过预定规则的校验来验证传输的路侧设备位置信息是否有效。例如，校验信息中包含校验码，处理器12借助于校验码和预定校验逻辑(例如，与逻辑、异或逻辑、奇偶逻辑等)来验证传输的路侧设备位置信息的有效性。

处理器12执行第二计算。在第二计算中，处理器12基于来自车辆导航***的位置信息计算出车辆位置。车辆导航***可以基于导航卫星信号和/或数字地图给出位置信息，处理器12根据该位置信息计算出车辆位置。第二计算中计算出的车辆位置可以看作车辆导航***实现的车辆定位。

在另一个实施例中，第一计算可以实现为基于路侧设备位置信息获得车辆位置信息。第二计算可以实现为根据表示车辆周围环境的环境信息和基于来自车辆导航***的位置信息得到车辆位置。

处理器12执行第三计算。在第三计算中，处理器12计算出第一计算中计算出的车辆位置与第二计算中计算出的车辆位置之间的位置差。该位置差可以包括最新位置差和历史位置差。

最新的位置差是指在最新执行的第一计算中计算出的车辆位置与最新第二计算中计算出的车辆位置之间的位置差，例如，第一计算的时间戳和第二计算的时间戳相同或差值小于一个预先设定的阈值。历史位置差是指这样的位置差：最新执行的第一计算前面一次或多次执行的第一计算中计算出的车辆位置分别与对应的第二计算中计算出的车辆位置之间的位置差。即，历史位置差可以包括一个或多个位置差，历史位置差可以是最新位置差以外的其他位置差中的一些或全部。例如，第一计算的时间戳不是最近的时间，则第一计算得到的车辆位置为在历史时间戳由第一计算得到的历史车辆位置，对应该历史时间戳的由第二计算得到的车辆位置为第二计算的历史车辆位置。相同时间戳或者相似时间戳的第一计算的历史车辆位置和第二计算的历史车辆位置之间的差为历史位置差。

处理器12根据第三计算中计算出的位置差来确定校准参数，以校准车辆导航***。在车辆导航***被校准的情况下，处理器12可以在第二计算中基于来自校准后的车辆导航***的位置信息计算出车辆位置。

根据不同的校准策略，处理器12可以(1)采用最新位置差；或者(2)采用最新位置差和历史位置差；或者(3)采用最新位置差和历史位置差中的部分；或者(4)采用历史位置差中的部分或全部，来确定校准参数。

可以理解，在车辆导航***根据导航卫星信号来提供位置信息的情况下，导航卫星信号极易受到天气、使用环境等因素的影响，而导致车辆导航***提供的位置信息出现误差。在车辆导航***采用惯性导航传感器的测量数据来提供位置信息的情况下，惯性测量单元可能由于被偏置、尺度误差、噪声等因素而导致车辆导航***提供的位置信息出现误差。

根据本发明的校准方案，可以依据准确的位置信息(因为路侧设备的位置是固定，所以认为根据路侧设备的位置获得的位置信息是准确可靠的)，对车辆导航***进行一次或多次校准，从而在仅依靠车辆导航***获得车辆位置的情况下，提高车辆定位的准确性和可靠性。

另外，通过上述位置差可以间接地反映车辆导航***及其相关部分可能出现了问题，从而起到提醒对相关部分进行检查或维修的作用。

处理器12对第一计算中计算出的车辆位置和第二计算中计算出的车辆位置进行综合处理，以确定车辆位置。以下给出一些通过综合处理确定车辆位置的实例。

在一个实施例中，在车辆处于某一路侧设备的通信范围的时间期间，处理器12可以采用第一计算中计算出的车辆位置作为所确定的车辆位置。在车辆不处于任何路侧设备的通信范围的期间，处理器12可以采用在最新执行的第一计算中计算出的车辆位置以及车辆驶离该车辆位置的距离和方向，并结合在第二计算中计算出的车辆位置来确定车辆位置。

在另一个实施例中，处理器12可以采用最新执行的第一计算中计算出的车辆位置以及前面一次或多次执行的第一计算中计算出的车辆位置，并结合在第二计算中计算出的车辆位置来确定车辆位置。

在又一个实施例中，处理器12可以采用最新执行的第一计算中计算出的车辆位置，以及在第二计算中基于经校准的车辆导航***的位置信息计算出的车辆位置来确定车辆位置。

可以理解，在综合处理中，根据不同的算法，可以采用多种处理策略，不限于此。

处理器12根据第三计算中计算出的位置差来评估车辆导航***的可信度。可信度可以分为几个档次，例如低中高，也可以用数字表示，例如20％、60％，90％可信度。可信度的确定可以根据位置差和阈值的对比来判断。具体对于可信度的表示方式和判断方式本发明不做限定。

在一个实施例中，在计算出的位置差(即，最新位置差和历史位置差)中，一旦出现大于第一阈值的位置差，处理器12就将车辆导航***的可信度评估为低。第一阈值可以理解为较大的数值。即，在计算出的位置差大于该较大的第一阈值时，表示车辆导航***提供的位置信息出现了较大偏差。在可信度被评估为低的情况下，可以在车辆中给出提示，以便及时对车辆导航***进行检查和校准。

在计算出的位置差为小于第一阈值且大于第二阈值时，将车辆导航***的可信度评估为中。第二阈值小于第一阈值，且第二阈值可以为零。位置差在第一阈值与第二阈值之间，可以理解为车辆导航***提供的位置信息虽然存在偏差，但该偏差并不是很严重，例如，可能是一些不稳定因素引起的，可以通过本发明的校准方案得到修正。

在计算出的位置差小于第二阈值时，将车辆导航***的可信度评估为高。该情况可以理解为两种计算(即，第一计算和第二计算)获得的车辆位置一致或基本一致，车辆导航***提供的位置信息是准确的。

其中，用于判断车辆导航***可信度的阈值(如第一阈值、第二阈值)可以是预先配置的数值，也可以是动态或半静态配置的。

本发明还提供用于车辆定位的方法400。该方法400可以由上述***100来执行，也可以由上述车载设备10来执行，因此，上面相关描述同样适用于此。

参见图4，在步骤S410中，通信接口11在车辆处于行驶经过道路的相关路侧设备的通信范围期间从路侧设备接收路侧设备信息，所述路侧设备信息至少包含路侧设备位置信息。

在步骤S420中，处理器12基于所述路侧设备位置信息和如下信息中的之一或两者来确定车辆位置：表示车辆周围环境的环境信息和来自车辆导航***的位置信息。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其存储有可执行指令，当所述指令被执行时使得至少一个处理器执行如上所述的方法400。

应当理解，计算机可读存储介质的示例可以包括用任意方法或技术实现的用以存储信息(例如，计算机可读指令、数据结构、程序模块、或其它数据)的易失性的和非易失性的、可移动的和不可移动的介质。存储介质可以包括、但不限于：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器或其它存储器技术，光盘(CD)、数字多用盘(DVD)或其它光存储，磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备，或者任何其它的能够用于存储信息的介质。

在一些实施例中，计算机可读存储介质可以存储可执行的计算机程序指令，其在被一个或多个处理器执行时，使得处理器执行上述方法400。可执行的计算机程序指令可以包括任意合适类型的代码，例如，源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码，等等。可执行的计算机程序指令可以使用任意适当的高级的、低级的、面向对象的、可视化的、编译的和/或解释的编程语言来实现。

由此可见，根据本发明的技术方案，借助于来自路端的路侧设备位置信息来辅助确定车辆位置，从而实现了以便捷且经济的方式提升车辆的定位精度。

而且，根据本发明的技术方案，借助于来自车辆外部的信息(路侧位置信息和环境信息)，降低了对车载装备的要求，例如，在无需为车辆配置感知能力强大的传感器和算力强大的控制器的情况下，就能确定出准确的车辆位置。

而且，根据本发明的技术方案，能够以简单的操作判断车辆导航***给出的位置信息是否出现了严重偏差或者仅出现了较小偏差，并且进一步能够对车载导航***进行校准，提升了车载导航***的定位准确性和可靠性。

而且，根据本发明的技术方案，在用于实现本发明的元素中，对于所涉及的硬件部分，借助车辆内控制单元(或者再借助车辆内的感测单元)就能够实现，对于所涉及的定位策略部分，可以通过软件的更新或重新设计或功能融合的方式来实现。因此，根据本发明的***具有开发速度快和成本低的优点。

应当理解，在本发明中，术语“具有”、“包含”、“包括”等是开放性的术语，其表明所陈述的元件或特征的存在，而并不排除额外的元件或特征。除非上下文清楚地另有所指，否则冠词“一”、“一个”和“所述”旨在包括复数以及单数形式。除非另外具体注明，否则在本发明中描述的各实施例的特征可以彼此组合。

虽然前面描述了一些实施方式，这些实施方式仅以示例的方式给出，而不意于限制本发明的范围。所附的权利要求及其等同替换意在涵盖本发明范围和主旨内做出的所有修改、替代和改变。

Claims (18)

1.一种用于车辆定位的车载设备，包括：

通信接口，其从路侧设备接收路侧设备信息，所述路侧设备信息至少包含路侧设备位置信息；以及

处理器，其被配置成基于所述路侧设备位置信息和如下信息中的之一或两者来确定车辆位置：表示车辆周围环境的环境信息和来自车辆导航***的位置信息。

2.如权利要求1所述的车载设备，其中，所述处理器被配置成基于所述路侧设备位置信息确定所述车辆位置，可选地，所述路侧设备位置信息来自ETC-路侧设备，并且

基于所述环境信息和/或所述车辆导航***的位置信息修正所确定的车辆位置。

3.如权利要求1或2所述的车载设备，其中，所述处理器被配置成执行第一计算，在第一计算中，基于路侧设备位置信息和表示车辆周围环境的环境信息计算出车辆位置；

执行第二计算，在第二计算中，基于来自车辆导航***的位置信息得到车辆位置；以及

对第一计算中计算出的车辆位置和第二计算中计算出的车辆位置进行综合处理，以确定车辆位置。

4.如权利要求1或2所述的车载设备，其中，所述处理器被配置成执行第一计算，在第一计算中，基于路侧设备位置信息得到车辆位置；

执行第二计算，在第二计算中，基于表示车辆周围环境的环境信息和来自车辆导航***的位置信息得到车辆位置；以及

对第一计算中计算出的车辆位置和第二计算中计算出的车辆位置进行综合处理，以确定车辆位置。

5.如权利要求3或4所述的车载设备，其中，在综合处理中使用的第一计算所计算的车辆位置包括：

最新执行的第一计算中计算出的车辆位置；或者

最新执行的第一计算中计算出的车辆位置以及前面一次或多次执行的第一计算中计算出的车辆位置。

6.如权利要求1-5中任一项所述的车载设备，其中，所述环境信息包括包含所述车辆周围的环境对象的图像信息和/或所述车辆与所述环境对象之间的相对位置信息；并且

所述处理器基于表示所述相关路侧设备的预定标识从所述图像信息中识别出所述相关路侧设备；并且从所述相对位置信息中确定出所述车辆与所述相关路侧设备之间的相对位置，

可选地，所述环境信息来自于所述车辆中的环境传感器和/或来自于所述车辆外部并与所述车辆通信接连的环境传感器。

7.如权利要求1-6中任一项所述的车载设备，其中，所述路侧设备信息还包括校验信息；

所述处理器还被配置成基于所述校验信息检测接收到的路侧位置信息的有效性，并且采用被检测为有效的路侧设备位置信息来确定所述车辆位置。

8.如权利要求3-7中任一项所述的车载设备，其中，所述处理器还被配置成执行第三计算，在第三计算中，计算出第一计算中计算出的车辆位置与第二计算中计算出的车辆位置之间的位置差，

可选地，所述位置差包括：(1)在最新执行的第一计算中计算出的车辆位置与相应第二计算中计算出的车辆位置之间的位置差；或者(2)最新执行的第一计算中计算出的车辆位置以及前面一次或多次执行的第一计算中计算出的车辆位置分别与相应第二计算中计算出的车辆位置之间的位置差。

9.如权利要求8所述车载设备，其中，所述处理器还被配置成根据第三计算中计算出的位置差来确定校准参数，以校准所述车辆导航***；并且

在第二计算中基于来自校准后的车辆导航***的位置信息确定出车辆位置。

10.如权利要求8或9所述的车载设备，其中，所述处理器还被配置成根据第三计算中计算出的位置差评估所述车辆导航***的可信度。

11.如权利要求10所述的车载设备，其中，所述处理器被配置成：

在出现大于第一阈值的位置差时，将所述车辆导航***的可信度评估为低，可选地，在可信度被评估为低的情况下，在所述车辆中提供警示；

在所述位置差小于所述第一阈值且大于第二阈值时，将所述车辆导航***的可信度评估为中，所述第二阈值小于第一阈值并且可以为零；并且

在所述位置差小于所述第二阈值时，将所述车辆导航***的可信度评估为高。

12.一种路侧设施，包括一个或多个路侧设备，每个路侧设备被构造成：

包含路侧设备信息，所述路侧设备信息至少包含表示其位置的路侧设备位置信息；以及

向车辆发送所述路侧设备信息，以便所述车辆基于所述路侧设备位置信息确定车辆位置。

13.如权利要求12所述的路侧设施，其中，所述路侧设置包括多个路侧设备，并且所述多个路侧设备中的一些或全部被可通信地连接。

14.如权利要求13所述的路侧设施，其中，所述多个路侧设备中每个路侧设备都集成有***，用于确定其自身的位置；或者

所述多个路侧设备中的一部分具有***，并且不具有定位的路侧设备的位置是基于具有***的路侧设备的位置以及它们之间的相对位置确定出的。

15.如权利要求12-14中任一项所述的路侧设施，其中，所述一个或多个路侧设备为ETC-路侧设备。

16.一种用于车辆定位的***，包括：

如权利要求12-15中任一项所述的路侧设施，其包括一个或多个路侧设备，各路侧设备被配置成发送表示其位置的路侧设备位置信息；

环境传感器，设置于所述车辆中和/或位于所述车辆外部并与所述车辆通信连接，用于感测表示车辆周围环境状况的环境信息；以及

如权利要求1-11中任一项所述的车载设备，基于来自所述一个或多个路侧设备的路侧设备位置信息，和如下信息中的之一或两者来确定车辆位置：来自所述环境传感器的环境信息和来自车辆导航***的位置信息。

17.一种用于车辆定位的方法，可选地，所述方法由如权利要求1-11中任一项所述的车载设备和/或如权利要求16所述的***来执行，所述方法包括：

在车辆处于行驶经过道路的相关路侧设备的通信范围期间从路侧设备接收路侧设备信息，所述路侧设备信息至少包含路侧设备位置信息；以及

基于所述路侧设备位置信息和如下信息中的一者或两者来确定车辆的位置：表示车辆周围环境的环境信息和来自车辆导航***的位置信息。

18.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序在被至少一个处理器执行时实现如权利要求17所述的方法。

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