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专利号: 2017101828323
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于路侧设备的智能车辆地图融合系统,其特征在于,包括:车载设备与路侧设备两部分,其中车载设备包括车辆定位模块、ADAS高级驾驶员辅助系统地图接口模块、局部地图生成模块、车辆DSRC专用短程无线通信通信模块和地图转换模块,所述路侧设备包括路侧DSRC通信模块和地图融合模块;

其中,车载设备部分:所述车辆定位模块,用于通过卫星定位设备获取主车在地理坐标系下的位置与姿态信息;所述ADAS地图接口模块,用于根据车辆定位模块给出的车辆位置,从ADAS地图数据库中获取主车当前位置的道路Id编号;所述局部地图生成模块,用于通过车载传感器检测主车周围环境,根据传感器测量数据,生成主车当前位置对应的局部地图;

所述车辆DSRC通信模块,用于发布主车当前时刻位置、姿态、车辆当前道路Id以及局部地图,同时接收路侧设备发布的路侧设备位置、姿态以及与主车当前道路Id一致的融合地图;

所述地图转换模块,用于将融合地图转换到主车坐标系。

路侧设备部分:所述路侧DSRC通信模块,用于接收来自路侧设备周围通信范围内各车辆发布的车辆位置、姿态、所在道路Id及相应的局部地图,并发布路侧设备当前位置、姿态以及地图融合模块融合各车辆局部地图后得到的融合地图;所述地图融合模块,用于将路侧DSRC通信模块接收的各车辆局部地图转换到路侧设备坐标系,根据道路Id对局部地图进行分类,将具有相同道路Id的局部地图进行融合,得到各道路上的融合地图。

2.根据权利要求1所述的基于路侧设备的智能车辆地图融合系统,其特征在于,所述车载设备局部地图生成模块生成的局部地图格式为栅格地图,局部地图以车辆当前位置为原点,车头方向为y轴正向,地图每个栅格用一个向量表示为sjh=(xjh,yjh,fjh)T,局部地图表示为以栅格向量sjh为元素的矩阵Gridh=[sjh]1,n*m,其中n、m为纵、横向的栅格数,xjh、yjh为栅格中心坐标,fjh为栅格状态,fjh=1为占据状态,表示该栅格处有障碍物,fjh=0为未占据状态。

3.根据权利要求1所述的基于路侧设备的智能车辆地图融合系统,其特征在于,所述路侧设备地图融合模块的融合地图格式为栅格地图。融合地图表示为以路侧设备位置为原点,道路法线方向为y轴正向,地图每个栅格用一个向量表示为sjg=(xjg,yjg,fjg)T,融合地图表示为以栅格向量sjg为元素的矩阵Gridg=[sjg]1,n’*m’,其中其中n’、m’为纵、横向的栅格数,xjg、yjg为栅格中心坐标,fjg为栅格状态,fjg=1为占据状态,表示该栅格处有障碍物,fjg=0为未占据状态。

4.一种基于权利要求1所述系统的基于路侧设备的智能车辆地图融合方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)主车位置与姿态检测:在当前时刻k,主车车载设备的车辆定位模块通过卫星定位设备采集并计算出k时刻主车在地理坐标系下的位置Lkh=(xkh,ykh,zkh)和姿态Pkh,其中姿态定义为车辆行驶方向与地理坐标系正北方向夹角;

(2)主车当前所在道路确定:车载设备ADAS地图接口模块根据车辆定位模块提供的主车位置,从ADAS地图数据库中获取主车当前位置的道路Id编号Idkh;

(3)局部地图生成:车载传感器采集主车周围环境信息的观测数据,生成主车k时刻的h h局部栅格地图Mapk={L,W,Grid };

(4)主车信息发布:车载DSRC通信模块发布主车当前时刻位置Lkh、姿态Pkh、道路Id编号Idkh以及局部栅格地图Mapkh;

(5)路侧设备信息接收:路侧DSRC通信模块接收各车辆发布的位置Lkh(i)、姿态Pkh(i)、道路Id编号Idkh(i)以及局部栅格地图Mapkh(i);

(6)地图融合:路侧设备地图融合模块将路侧DSRC通信模块接收的各车辆局部地图Mapkh(i)转换为路侧设备坐标系下的局部地图Mapkr(i);将道路按照Id编号Idkh(i)分成Ng类Idg(j),1≤j≤Ng,并将具有相同道路Id编号的局部地图Mapkr(i)根据Idg(j)分成Ng类,对每一类局部地图分别进行融合,得到各道路上的融合地图Mapkg(j);

(7)融合地图发布:路侧DSRC通信模块发布当前路侧设备的位置Lg、姿态Pg、各道路Id编g g号Id(j)以及对应的融合地图Mapk(j),1≤j≤Ng;

(8)车载设备信息接收:车载DSRC通信模块接收当前路侧设备的位置Lg、姿态Pg、与主车当前道路Id编号Idkh一致的Idg(j)以及对应的融合地图Mapkg(j),记为Mapkg;

(9)主车地图转换:车载设备地图转换模块将融合地图Mapkg转换到主车坐标系,得到主g-h车融合地图Mapk 。

5.根据权利要求4所述的基于路侧设备的智能车辆地图融合方法,其特征在于,所述地图融合模块将路侧DSRC通信模块接收的各车辆局部地图转换到路侧设备坐标系并进行融合,其步骤包括:h

(1)局部地图坐标变换:将路侧DSRC通信模块接收的各车辆局部地图Mapk (i)转换为路侧设备坐标系下的局部地图Mapkr(i);

(2)局部地图分类:将道路按照Id编号Idkh(i)分成Ng类Idg(j),0≤j≤Ng,并将具有相同道路Id编号的局部地图Mapkr(i)根据Idg(j)分成对应的Ng类;

(3)地图融合:对每一类局部地图分别进行融合,得到Ng条道路上的融合地图Mapkg,j,0≤j≤Ng。

6.根据权利要求5基于路侧设备的智能车辆地图融合方法,其特征在于,

所述步骤(3)对每一类局部地图分别进行融合得到Ng条道路上的融合地图,

其步骤包括:

(1)设j类(0≤j≤Ng)待融合局部地图集Mapkr,j(i)中包含nj个局部地图,令Mapkg,j=Mapkr,j(1);

(2)对局部地图Mapkr,j(i),与Mapkg,j融合,融合规则是:对Mapkr,j(i)与Mapkg,j的重叠区域按照“或”进行栅格融合处理,对非重叠区域进行拼接处理;

(3)重复步骤(2),直到对nj个目标车辆全部进行融合,得到路侧设备上的一个融合地图Mapkg,j。