本發(fā)明屬于自動駕駛領域，尤其涉及一種基于高精地圖和傳感器融合的地下停車場坡道定位方法。

背景技術：

隨著半自動泊車技術的不斷推廣，越來越多的研究開始關注全自動泊車和自主泊車。博世在2016年中國汽車年會上展示了基于奔馳b180車型的全自動泊車技術。寶馬在2015年ces上展示了遠程代客停車系統(tǒng)，駕駛人員只需將車輛開到停車場入口處，即可通過智能手表啟動遠程代客停車系統(tǒng)。奧迪在2013年ces上演示了停車場一鍵自動泊車，通過停車場內的激光掃描儀進行車輛定位。

城市汽車急劇增加、城市停車空間不斷被壓縮，越來越多的城市建造越來越多的大型地下停車場。大型地下停車場能解決地面停車空間不足的問題，但是由于大型地下停車場地方大、結構復雜、庫位難尋等特點會造成花費太多時間在地下停車場停車。

停車場的自主泊車能解決他們對于停車場泊車耗時乏味的煩惱?？梢?，不久的將來，停車場自主泊車將不斷發(fā)展。而要很好地實現(xiàn)停車場自主泊車，首先要解決的是自主車輛能自動通過坡道出入地下停車場。

技術實現(xiàn)要素：

基于上述問題，本發(fā)明提出一種基于高精地圖和傳感器融合的地下停車場坡道定位方法，解決了由于目前gps室內不適用性及無線網(wǎng)絡室內定位技術的不普適性造成的室內坡道車輛定位的難題，為未來的地下停車場的自主泊車做鋪墊。在地下停車場自主泊車技術中，首先需要解決的是自主車輛能自動出入地下停車場坡道，坡道的自主行駛是地下停車場自主泊車的必要前提，坡道的車輛定位又是坡道自主行駛的必要前提。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

本發(fā)明提出的一種基于高精地圖和傳感器融合的地下停車場坡道定位方法是將雷達傳感器測到的值和高精地圖匹配構建三維定位坐標系，由輪速脈沖信號和路徑匹配算出定位坐標，提高室內定位方法的普遍適用性，該方法具體過程如下：

步驟1)當自主車輛開始進行地下停車場坡道時，由車內坡度傳感器感知車輛所載平面的坡度產(chǎn)生大的變化，此時，坡度傳感器感知坡度類型，坡道為上坡還是下坡，并得出自主車輛開始進入地下停車場坡道的信息。

步驟2)在開始進入地下停車場坡道處，車輛兩側雷達傳感器測得車輛到兩個墻壁的距離值，由兩個距離值和高精地圖匹配判斷車輛在坡道的起始位置點，并根據(jù)起始點在坡道的相對位置和高精地圖匹配建立三維坐標系。

步驟3)將已知路徑進行數(shù)字曲線化，得出已知路徑的數(shù)學公式，對應移入建立的定位三維坐標系中。

步驟4)自主車輛進入坡道后，由已知路徑的曲線化公式進行路徑跟蹤，通過輪速脈沖信號輸出的脈沖值計算車輛行駛里程，將里程值與曲線化的路徑公式進行匹配，得相應曲線長的點坐標，即為此時車輛在該三維坐標系下的定位坐標。

有益效果：本發(fā)明提出了一種基于高精地圖和傳感器融合的地下停車場坡道定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)相比于現(xiàn)有的系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢：

(1)目前還沒有針對地下停車場坡道的特定室內定位技術見報道，本系統(tǒng)填補了這個空白，解決了未來在地下停車場的區(qū)域自動駕駛的坡道定位的問題，具有較好的前瞻性。

(2)本方案的體系結構簡單，通用性強，具有普遍適用性。

(3)本系統(tǒng)采用的高精地圖和傳感器融合的定位技術具有如下幾個好處：第一，相比于gps定位和無線網(wǎng)絡定位等系統(tǒng)，具有更好的工況適應性和準確性；第二，由自主車輛自身設備進行定位，不依靠外部設備，具有較好的可擴展性；第三，設計成本和維護成本都較低。

附圖說明

圖1為定位起點的俯視示意圖。

圖2為本發(fā)明一實施方式中基于高精地圖和傳感器融合的地下停車場坡道定位方法結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實例對本發(fā)明作進一步說明，需要指出的是，下面僅以一種最優(yōu)化的技術方案對本發(fā)明的技術方案及設計原理進行闡述，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

本發(fā)明的一種基于高精地圖和傳感器融合的地下停車場坡道定位方法是將車輛兩側的雷達傳感器測到的值和高精地圖中坡道入口處的寬度進行匹配構建三維定位坐標系；由輪速脈沖信號計算出車輛的行駛里程值，將該行駛里程值和行駛路徑曲線的弧長值進行比較，算出定位坐標；提高室內定位方法的普遍適用性。

圖1為本發(fā)明所述的定位起點示意圖，也就是三維坐標系的原點，由自主車輛兩側超聲波雷達測得的距離值a和b，將a、b值和高精地圖中坡道入口處的寬度匹配，即算出此時自主車輛在坡道入口處的位置，以此位置為三維坐標系原點建立定位三維坐標系。

圖2為基于高精地圖和傳感器融合的地下停車場坡道定位方法結構框圖，該方法需要電子地圖、兩側超聲波傳感器、已知路徑、坡度傳感器和氣壓傳感器作為輸入量，輸出量即為自主車輛在某一時刻的坡道內的定位坐標，該方法具體過程如下：

步驟1)當自主車輛開始進行地下停車場坡道時，由車內坡度傳感器感知車輛所在平面的坡度產(chǎn)生大的變化，此時，坡度傳感器通過測量到的坡度的正負值判斷坡度類型，坡道為上坡還是下坡，并生成自主車輛開始進入地下停車場坡道的信息。

步驟2)在開始進入地下停車場坡道處時，車輛兩側超聲波雷達傳感器測得車輛到兩個墻壁的距離值a和b，將a、b值和高精地圖中坡道入口處的寬度匹配，即算出此時自主車輛在坡道入口處的起始位置點，以此起始位置點為三維坐標系原點建立定位三維坐標系。

步驟3)將已知路徑進行數(shù)字曲線化，得出已知路徑的數(shù)學公式，對應移入建立的定位三維坐標系中。

步驟4)自主車輛進入坡道后，由已知路徑的曲線化公式進行點采樣，通過采樣點控制自主車輛的車速和方向盤轉角的協(xié)同控制達到較好的路徑跟蹤效果。在某一時刻，通過輪速脈沖信號輸出的輪速脈沖值計算自主車輛的行駛里程，將里程值與曲線化的路徑公式進行匹配，得相應路徑曲線長的點坐標，即為此時自主車輛在該三維坐標系下的定位坐標。

上述步驟中還包括：針對在路徑跟蹤過程中存在無法避免的誤差，本發(fā)明通過氣壓傳感器測量當前自主車輛位置點和起始位置點的氣壓差作為反饋值，計算自主車輛縱向的位移，將此值作為負反饋輸入到定位模塊，提高定位精度；自主車輛兩側的超聲波傳感器實時測量自主車輛距離兩側墻壁的距離值，將此信息作為負反饋輸入到定位模塊；兩種物理量的負反饋輸入到定位模塊，提高定位輸出坐標的精確性。

所述實施例為針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所為的等效實施方式或變更均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于高精地圖和傳感器融合的地下停車場坡道定位方法，包括如下：步驟1)當自主車輛開始進入地下停車場坡道時，由車內坡度傳感器感知坡度類型，得出自主車輛開始進入地下停車場坡道的信息。步驟2)在開始進入地下停車場坡道處，車輛兩側雷達傳感器測得車輛到兩個墻壁的距離，由距離和高精地圖匹配判斷車輛在坡道的起始點，根據(jù)起始點在坡道的相對位置和高精地圖匹配建立三維坐標系。步驟3)將已知路徑進行數(shù)字曲線化得出已知路徑公式，對應移入三維坐標系中。步驟4)自主車輛進入坡道后，通過輪速脈沖信號輸出值計算車輛行駛里程，將里程與曲線化的路徑公式進行匹配得相應曲線長的點坐標，即為此時車輛在坐標系的定位坐標。

技術研發(fā)人員：江浩斌;張旭培;馬世典
受保護的技術使用者：江蘇大學
技術研發(fā)日：2017.05.08
技術公布日：2017.10.20