組合的雷達和GPS定位系統技術方案

在一個實施例中，一種車輛內的定位系統包括全球定位系統(GPS)接收機、雷達傳感器、包括存儲在其中的程序指令的數據存儲設備、存儲在所述數據存儲設備中的符號地圖、以及可操作地耦接到所述數據存儲設備、所述GPS接收機和所述雷達傳感器的控制器，所述控制器配置為執行所述程序指令以便分析來自所述GPS接收機的數據、來自所述雷達傳感器的數據以及來自存儲的符號地圖的數據，并且以所述分析為基礎來確定大概的車輛位置。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】組合的雷達和GPS定位系統
本專利技術涉及車輛定位系統，并且特別地涉及結合有全球定位系統(GPS)接收機的車輛定位系統。
技術介紹
在多個不同的系統中使用車輛位置用于各種目的。在一個通用應用中，使用車輛位置以便對于車輛的操作者生成方向，以便導航到期望的位置。在這一類型的應用中，逐轉彎(turn-by-turn)方向的生成僅要求車輛的常規位置、識別的目的地、以及在車輛位置和目的地之間可用的道路的符號地圖。車輛導航系統通常利用全球定位系統(GPS)接收機，該GPS接收機從多個GPS衛星中的一個或多個獲取一個或多個信號，以便精確地計算接收機位置。所述GPS接收機獲取并跟蹤由載波、偽隨機碼和來自各種衛星的調制數據組成的信號。所述接收機將本地生成的碼與從各自衛星接收的碼進行相關，以便推導將與碼片的本地生成相關的接收機時間相關到傳輸相對應的碼片時的衛星時間的時序信息。接收機時間與在各種衛星處各種信號的傳輸時間之間的時序關系可以與來自各種衛星的調制數據一起使用，以便生成接收機關于與衛星共享的參照系，例如地固地心直角坐標系(ECEF)，的位置。基本的GPS接收機可以典型地在大約5米內識別接收機的位置，這對于僅提供逐轉彎指令的基本導航應用來說已經足夠。在一些更加精確的導航系統中，該導航系統向駕駛員通知實際車道，車輛必須位于該車道中以便進行接下來的轉彎。僅5米的車輛位置精確度不足以確定車輛是否處于適當的車道中用于即將到來的轉彎。也已經將車輛位置數據并入到提供碰撞避免的應用中。在一些車輛碰撞避免系統中，所述系統在特定的交通車道中確定主車輛和其它車輛二者的位置并且以車輛的車道精度位置為基礎來確定碰撞概率。在這一類型的系統中，由于交通車道典型地具有小于大約4米的寬度，因此誤差高達5米的車輛定位是不夠的。為了提供在車輛碰撞避免系統和更加精確的導航系統二者中都需要的更加精確的車輛位置數據，已經研究了各種替代方案。一種這樣的替代方案被稱為差分GPS系統。在差分GPS系統中，區域中的一組接收機用于解決由GPS衛星發射的信號中的不精確性。然后由GPS接收機產生一組用于特定區域中的接收機的差分校正并且由該GPS接收機用于校正它們的位置解決方案。通常，單個差分校正因子將考慮GPS系統中的大部分誤差，包括接收機和/或衛星時鐘誤差、衛星位置的變化以及電離和大氣延遲。使用差分GPS系統車輛位置估計能夠將誤差降低到2米的數量級。然而，在多路徑環境(典型地為密集城市區域)中，誤差會在50米的數量級。基本GPS系統的另一替代方案是基于地圖的定位。這一方案允許車輛相對于基于圖像的地圖的定位，這在 Levinson 等人的“Map-Based Precision Vehicle Location inUrban Environments，，，Robotics:Science and Systems Conference, 2007 中有所介紹。這一類型的系統使用道路表面的高分辨率圖像，并且考慮到10-25厘米數量級的定位精確度。這一類型的系統要求的傳感器是安裝在車頂的掃描光探測和測距(LIDAR)傳感器。這一方案要求大量的存儲空間以便存儲要求的預記錄的圖像，并且因而對于當前車輛系統被認為是不可行的。也已經研究了基于視覺的定位系統。基于視覺的定位系統允許車輛關于映射在全球坐標系中的圖像的數據庫的定位。這些系統使用照相機作為主傳感器,如KonoI ige等人在“Viewed-Based Maps，，，International Conference on Robotics and Systems2009,以及 Cummins 等人在“Probabilistic appearance based navigation and loop closing，，，International Conference on Robotics and Automation2007 中報告的。還沒有?艮告在大城市環境中這些系統的定位精確度。 在再一方案中，還研究了一種基于視覺的車道檢測系統，其允許相對于車輛的當前車道來檢測車輛的位置。這些系統是典型的駕駛員輔助系統中的現有技術。在這一類型的系統中，檢測車輛前方的車道標記的位置和路線。這一信息用于在車輛離開當前車道之前警告駕駛員(車道離開警告)或用于將車輛保持在車道中(道路保持支持)。這些系統典型地僅提供相對于當前車道的車輛位置。因此，需要在道路路線上提供車道精度定位的系統。不要求諸如由基于地圖的定位要求的道路的高分辨率圖像，或者諸如由基于視覺的定位要求的圖像的數據庫的系統將是有利的。在僅使用道路和車道的符號地圖的同時提供車道精度定位的系統將是進一步有利的。另一優點將是甚至在密集城市環境和改變照明狀況中也表現出精確度和可靠性的系統。
技術實現思路
在一個實施例中，一種車輛內的定位系統包括全球定位系統(GPS)接收機、雷達傳感器、包括存儲在其中的程序指令的數據存儲設備、存儲在所述數據存儲設備內的符號地圖、以及可操作地耦接到所述數據存儲設備、所述GPS接收機和所述雷達傳感器的控制器，所述控制器配置為執行所述程序指令以便分析來自所述GPS接收機的數據、來自所述雷達傳感器的數據以及來自存儲的符號地圖的數據，并且以所述分析為基礎來確定大概的車輛位置。根據另一實施例，一種定位車輛的方法包括確定全球定位系統(GPS)位置，獲得與多個雷達檢測到的對象相關聯的雷達傳感器數據，以確定的GPS位置為基礎，參照符號地圖來定義第一可能的車輛位置，以所述第一可能的車輛位置為基礎，參照所述符號地圖來投射所述多個雷達檢測到的對象的第一位置，分析投射的所述多個雷達檢測到的對象的第一位置，并且以對投射的第一位置的分析為基礎來確定大概的車輛位置。【附圖說明】圖1描述了根據本專利技術原理的結合有存儲的符號地圖、雷達傳感器和GPS接收機的車輛定位系統的示意圖；圖2描述了可以由圖1的系統執行以便使用基本的GPS接收機和現成的商用雷達傳感器確定大概的車輛位置在特定的車道內的過程的流程圖；圖3描述了圖1的車輛的示例性透視圖；并且圖4描述了圖1的符號地圖的示意性表示，具有不同的可能車輛位置以及檢測到的對象的相關聯的投射的位置。【具體實施方式】為了增強對本專利技術原理的理解，現在將參照在附圖中說明的并且在下面的書面說明中描述的實施例。應當理解，并沒有有意限制本專利技術的范圍。進一步應當理解，對于本專利技術所屬
的普通技術人員來說顯而易見的是，本專利技術包括對說明的實施例的任何改變和修改并且包括本專利技術原理的進一步應用。圖1描述了位于車輛102中的車輛定位系統100的示意圖。所述定位系統100包括控制器104，隨機存取存儲器(RAM) 108，非易失性數據存儲設備112，顯示器120，音頻輸出124，觸覺輸出128，輸入設備132，射頻(RF)接收機136，全球定位系統(GPS)接收機138，網絡通信模塊140，車內輸入/輸出(I / O)端口 144，雷達傳感器146和一個或多個車輛系統148。控制器104是諸如微控制器，專用集成電路(ASIC)，現場可編程門陣列(FPGA)，包括來自x86和ARM系列的微處理器的微處理器的電子處理設備，或者配置為執行本文公開的功能的任何電子設本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種車輛內的定位系統，包括：全球定位系統(GPS)接收機；雷達傳感器；包括存儲在其中的程序指令的數據存儲設備；存儲在所述數據存儲設備內的符號地圖；以及控制器，所述控制器可操作地耦接到所述數據存儲設備、所述GPS接收機和所述雷達傳感器，所述控制器配置為執行所述程序指令以便分析來自所述GPS接收機的數據、來自所述雷達傳感器的數據和來自存儲的符號地圖的數據，并且以所述分析為基礎來確定大概的車輛位置。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.06.03 US 13/153,1371.一種車輛內的定位系統,包括: 全球定位系統(GPS)接收機； 雷達傳感器； 包括存儲在其中的程序指令的數據存儲設備； 存儲在所述數據存儲設備內的符號地圖；以及 控制器，所述控制器可操作地耦接到所述數據存儲設備、所述GPS接收機和所述雷達傳感器，所述控制器配置為執行所述程序指令以便 分析來自所述GPS接收機的數據、來自所述雷達傳感器的數據和來自存儲的符號地圖的數據，并且 以所述分析為基礎來確定大概的車輛位置。2.如權利 要求1所述的系統,其中，分析來自所述GPS接收機的數據、來自所述雷達傳感器的數據和來自存儲的符號地圖的數據包括: 以來自所述GPS接收機的數據為基礎來生成可能車輛位置的列表，并且確定大概的車輛位置包括: 對于所述可能車輛位置中的每一個，估計實際位置概率。3.如權利要求2所述的系統，其中，分析來自所述GPS接收機的數據、來自所述雷達傳感器的數據和來自存儲的符號地圖的數據包括: 確定對于由所述雷達檢測到的多個對象中的每一個的速度；并且 以確定的速度為基礎來對由所述雷達檢測到的多個對象中的每一個進行分類。4.如權利要求3所述的系統，其中，對所述多個對象中的每一個進行分類包括: 以確定的速度為基礎將由所述雷達檢測到的多個對象中的每一個分類為靜態或者動態。5.如權利要求4所述的系統，其中，確定大概的車輛位置包括: 對于所述可能車輛位置中的每一個，確定對于被分類為動態的多個對象中的每一個的各自的動態對象對齊分數；并且 對于所述可能車輛位置中的每一個，確定對于被分類為靜態的多個對象中的每一個的各自的靜態對象對齊分數。6.如權利要求5所述的系統，其中: 所述各自的動態對象對齊分數以被分類為動態的多個對象中的各自一個關于車道的第一假定中心的投射位置為基礎；并且 所述各自的靜態對象對齊分數以被分類為靜態的多個對象中的各自一個關于車道的第二假定中心的投射位置為基礎。7.如權利要求3所述的系統，其中，確定大概的車輛位置包括: 對于所述可能車輛位置中的每一個，對于多個對象中的每一個確定各自的對象對齊分數。8.如權利要求7所述的系統，其中: 所述各自的對象對齊分數以所述多個對象中的各自一個關于車道的假定中心的投射位置為基礎。9.如權利要求1所述的系統，其中，所述控制器進一步配置為執行所述程序指令以便以確定的大概的車輛位置為基礎來生成車道特定的導航指令。10.如權利要求1所述的系統，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C·杜哈德維，J·貝克爾，B·皮策，
申請(專利權)人：羅伯特·博世有限公司，
類型：
國別省市：