一種車道線精確位置采集裝置以及采集方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及信號傳感和位置采集領域，具體來講，是一種車道線精確位置采集裝 置以及采集方法。
【背景技術】
[0002] 隨著電子及信息技術對交通應用的不斷滲透，人們對道路交通車輛行駛位置精度 的要求越來越高，目前道路基礎數據的采集方法及技術難以適應新的需求，主要體現在采 集精度、效率和成本之間的矛盾。
[0003]目前已知的相關技術，車道線的識別基本都是通過攝像頭獲取前方的道路信息， 通過算法對車道線進行識別，這種方式導致了整個系統結構復雜，成本高昂，并且只能識 另Il，不能定位。
[0004] 專利1 "車道線識別方法及裝置"、申請號201310269099. 0,該專利通過分析攝像 頭影像來識別車道線的，該方法結構復雜，成本高，并且只能對車道線進行識別，不能對車 道線進行定位。
[0005] 專利2 "基于單目視覺和慣性導航單元的實時車道線檢系統"、申請號 201410129551. 8,該專利只有慣性導航，只能定位車輛位置，無法精確定位車道線位置。

【發明內容】

[0006] 為了解決上述問題，本發明將車道線識別與導航技術結合，導航部分為 GPS(Global Positioning System)導航和慣性導航相結合，通過算法能夠精確的實時定位 車道線的經煒度、高度信息。為此，本發明提出了一種利用慣性導航傳感單元、差分導航、車 道線感應裝置，并融合車輛本身車速、輪速、轉向等數據實現對車道線的高精度、低成本、高 效率的采集裝置及采集方法。采用的技術方案如下：
[0007] -種車道線精確位置采集裝置，包括傳感器單元、導航單元、無線電收發基站、控 制單元；
[0008] 所述傳感器單元包括車道線識別傳感器、車速傳感器以及方向盤轉角傳感器；所 述車道線識別傳感器、所述車速傳感器以及所述方向盤轉角傳感器均與所述控制單元相連 接；
[0009] 所述導航單元包括慣性導航傳感器、導航天線以及導航接收機；所述慣性導航傳 感器、所述導航天線以及所述導航接收機均與所述控制單元相連接；
[0010] 所述無線電收發基站將車輛位置差分信息發射給所述導航天線，所述導航天線將 接收的差分信息送給所述導航接收機，所述導航接收機以串行通信方式將差分信息發送給 控制單元處理；
[0011] 所述控制單元包括中央處理器和外圍電路；所述控制單元用于對所述導航接收 機、所述慣性導航傳感器、所述車道線識別傳感器、所述車速傳感器、所述方向盤轉角傳感 器發送過來的信息進行記錄和綜合處理，計算出車道線的經煒度值及海拔高度值。
[0012] 作為優選，所述車道線識別傳感器的個數為5個，5個車道線識別傳感器均固定在 安裝板上、并且排成一條直線，5個車道線識別傳感器中每相鄰兩者之間設有隔板、并且相 鄰兩者之間的距離t均相等；所述安裝板的一端通過剛性支架水平安裝在車身中部，所述 安裝板上5個車道線識別傳感器與所述慣性導航傳感器之間的連線與車身縱軸線垂直，所 述安裝板突出于車身一側。
[0013] 作為優選，所述車道線識別傳感器為RGB三原色顏色識別傳感器。
[0014] 作為優選，所述安裝板為矩形，5個車道線識別傳感器排成的直線與所述矩形長邊 平行，5個車道線識別傳感器中相鄰兩者之間的距離t = (B+BD/2,其中，B為車道標線線 寬，Bl為雙標線的兩條線之間的橫向間距。
[0015] 作為優選，所述安裝板四周設有遮光部件，所述遮光部件分為兩層，所述遮光部件 的內層為柔性遮光部件、所述遮光部件的外層設為掃路刷。
[0016] 基于上述裝置，本發明還提出了一種車道線精確位置采集方法，包括如下步驟：
[0017] 步驟1，設置中間車道線識別傳感器III與路面車道標線的位置關系；
[0018] 步驟2,設置車道線識別傳感器識別車道線的判斷標準；
[0019] 步驟3,根據慣性導航傳感器的經度、煒度和航向角，計算車道線識別傳感器的經 度、煒度和航向角；
[0020] 步驟4,根據方向盤轉角傳感器提供的方向盤轉角δ f，計算穩態橫擺角速度
:其中，u為車輛行駛速度；L為汽車軸距，單位為m ;K為穩定性因數，單位為 s2/m2; δ = Κ' δ f，其中Κ'為車輪轉角與方向盤轉角的比例系數；
[0021] 步驟5,在一個定位周期T內取若干個時間點，實時測量車輛行駛速度u，結合步驟 4中的關系式計算所述若干個時間點對應的慣性導航傳感器所處位置的經度、煒度和航向 角，再根據步驟3計算若干個時間點對應的車道線識別傳感器的經度、煒度和航向角；
[0022] 步驟6,判斷車道線為單車道線還是雙車道線，根據步驟3至步驟5計算出單車道 線或雙車道線軌跡；
[0023] 步驟7,判斷車道線為虛線還是實線，根據步驟3至步驟5計算虛線或實線軌跡；
[0024] 步驟8,重復步驟3至步驟7,實時精確計算各種車道線的位置。
[0025] 進一步，所述步驟7中所述虛線的軌跡計算包括計算實線長度和空格長度，具體 為：從車道線突然消失的時間點起到車道線再次出現所經過的時間為t x，這段時間車輛行 駛的距離為
，則Sx即為空格長度，從車道線出現到再次消失所經歷的時間為t。， 這段時間車輛行駛的距離為
，則s。即為實線長度。
[0026] 進一步，所述步驟1中所述的位置關系具體為：
[0027] 若為單標線車道，中間的車道線識別傳感器III剛好處于車道線中間；若為雙標線 車道，中間的車道線識別傳感器III剛好處于車輛前進方向兩條標線之間的正中間位置。
[0028] 進一步，所述步驟2中的判斷標準為：當三原色值R〈 = 126, G〈 = 126, B〈 = 126 同時成立時，判定為普通路面；其余情況均判定為車道標線。
[0029] 和現有技術相比，本發明的有益效果：
[0030] 本發明利用在車輛中部與慣性導航傳感器對齊的顏色傳感器，能夠快速準確的識 別出車道線，并以此為依據，結合車速、車輛方向盤轉向角、導航信息，能夠快速準確的算出 車道線的經煒度及海拔高度，具有很高的實用性和商業價值。而且本發明系統結構簡單，成 本較低，對車道線的識別、采集效率和精度都較高。
【附圖說明】
[0031] 圖1為系統結構框圖；
[0032] 圖2為遮光部件示意圖；
[0033] 圖3為車道線識別傳感器與剛性支架結構示意圖；
[0034] 圖4為車道標線類型示意圖；
[0035] 圖5為車道線識別傳感器與車身相對位置示意圖；
[0036] 圖6為車輛與單車道標線的位置關系示意圖；
[0037] 圖7為車輛與雙車道標線的位置關系示意圖；
[0038] 圖8為導航傳感器一個定位周期里兩個定位點及其中間分隔點。
[0039] 圖中標記，1-遮光部件，2-安裝板，3-剛性支架，4-車道線識別傳感器I，5-車道 線識別傳感器II，6-車道線識別傳感器III，7-車道線識別傳感器IV，8-車道線識別傳感器 V，9-隔板，10-單車道虛標線，11-單車道實標線，12-雙車道虛標線，13-雙車道實標線， 14-慣性導航傳感器，15-車身。
【具體實施方式】
[0040] 下面結合附圖