用于獲得車輛位置的方法和車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于求得車輛(10，10’)位置的方法，在該方法中利用傳感器(14)檢測(cè)位于車輛(10，10’)周圍環(huán)境中的物體(16)。在求取車輛(10，10’)與物體(16)的相對(duì)位置時(shí)，考慮了給出物體(16)位置的數(shù)據(jù)值。為了求得車輛(10，10’)的相對(duì)位置，在兩個(gè)不同的時(shí)刻下分別確定在由傳感器(14)和物體(16)所確定的直線與基準(zhǔn)方向(L)之間的角度(α，β)。此外確定車輛(10，10’)在這兩個(gè)時(shí)刻之間駛過的行程的長(zhǎng)度(c)。本發(fā)明還涉及一種具有定位裝置(12)的車輛(10，10’)。
【專利說(shuō)明】用于獲得車輛位置的方法和車輛

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于獲得車輛位置的方法，在該方法中利用傳感器檢測(cè)位于車輛 周圍環(huán)境中的物體。獲得車輛與物體的相對(duì)位置，其中考慮到給出物體位置的數(shù)據(jù)值。本 發(fā)明還涉及一種具有定位裝置的車輛。

【背景技術(shù)】
[0002] 在車輛技術(shù)中同時(shí)存在多個(gè)系統(tǒng)，它們利用借助于GPS的車輛位置確定（GPS = Global Positioning System,全球定位系統(tǒng)）。這些系統(tǒng)例如是導(dǎo)航系統(tǒng)或者用于燈光控 制的系統(tǒng)。在燈光控制系統(tǒng)中可以根據(jù)車輛在街道上的位置例如改變車輛大燈的位置，例 如在彎道行駛時(shí)。同樣，通過使參與通信的車輛傳達(dá)各自的位置，也在車對(duì)車通信領(lǐng)域使用 GPS定位。這有助于避免事故。
[0003] 但是由于在獲得位置時(shí)的干擾影響，在實(shí)際位置與利用GPS確定的位置之間的水 平偏差為IOm或更大。這對(duì)于需要定位特別準(zhǔn)確的功能產(chǎn)生不利作用。在這方面由現(xiàn)有技 術(shù)已知，利用位于車輛周圍環(huán)境中的、已知精確GPS位置的物體或顯著的點(diǎn)。
[0004] DE 10 2008 020 446 Al描述了利用顯著的點(diǎn)對(duì)車輛位置的修正，其中按照對(duì)這 種顯著的點(diǎn)的鑒別來(lái)修正所測(cè)得的車輛位置。
[0005] 顯著的點(diǎn)以其精確的GPS位置存儲(chǔ)在車輛的數(shù)據(jù)庫(kù)里面。利用攝像機(jī)檢測(cè)到顯著 的點(diǎn)，并且在達(dá)到該顯著的點(diǎn)時(shí)將相應(yīng)的精確GPS位置與在車輛中測(cè)得的位置進(jìn)行比較。 接著修正所測(cè)得的位置。
[0006] 此外JP 2006 242 731 A描述了一種定位裝置，該定位裝置利用GPS信號(hào)和位于 定位裝置周圍環(huán)境中的物體。在此還借助于圖像分析處理來(lái)改善定位精度。
[0007] 在車輛周圍環(huán)境中高度精確地測(cè)得的、可以用于改善GPS定位的物體也稱為地 標(biāo)。通過確定相對(duì)于這種地標(biāo)的相對(duì)位置，可以修正利用GPS確定的車輛位置，并因此改善 定位精度。作為這些地標(biāo)例如可以使用交通牌或者紅綠燈。這些地標(biāo)的位置例如可以通過 具有差分信號(hào)的全球定位系統(tǒng)（Differential Global Positioning System(差分全球定 位系統(tǒng)），DGPS)來(lái)測(cè)量并且存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里面。如果在一稍后的時(shí)刻車輛駛過這個(gè)地標(biāo)， 則可以由該地標(biāo)的高精度測(cè)量的GPS位置并借助于其與地標(biāo)的相對(duì)距離自動(dòng)地更精確地 確定并由此改善其GPS位置。
[0008] 但是，以足夠高的精度確定地標(biāo)的相對(duì)位置是困難的。如果通過目前在車輛技術(shù) 中可供使用的傳感器、例如攝像機(jī)或者雷達(dá)確定地標(biāo)的相對(duì)位置，則這帶來(lái)一定的不精確 性。對(duì)于攝像機(jī)其原因在于，由二維的攝像機(jī)圖像僅能不準(zhǔn)確地重建地標(biāo)與車輛的三維的 空間關(guān)系、即距離。如果使用雷達(dá)傳感器，則由于反射特性僅能不精確地測(cè)量地標(biāo)的橫向位 置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 因此本發(fā)明的目的是，實(shí)現(xiàn)一種上述形式的方法以及車輛，利用其能夠以特別高 的精度確定車輛相對(duì)于周圍環(huán)境中的物體的相對(duì)位置。
[0010] 這個(gè)目的通過具有權(quán)利要求1特征的方法和通過具有權(quán)利要求10特征的車輛得 以實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中給出具有本發(fā)明的適宜的改進(jìn)方案的有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。
[0011] 在按照本發(fā)明的方法中，為了獲得車輛相對(duì)于位于其周圍環(huán)境中的物體的相對(duì)位 置，在兩個(gè)不同的時(shí)刻下分別確定存在于由傳感器和物體所確定的直線與基準(zhǔn)方向之間的 角度。此外確定車輛在這兩個(gè)時(shí)刻之間駛過的行程的長(zhǎng)度。即，為了確定相對(duì)位置，考慮車 輛在對(duì)所述兩個(gè)角度進(jìn)行檢測(cè)的所述兩個(gè)時(shí)刻之間完成的運(yùn)動(dòng)。這基于這種認(rèn)識(shí)，即：能夠 高精度地確定所述角度和由車輛駛過的行程，其中為了獲得相對(duì)位置可以使用簡(jiǎn)單的、例 如三角函數(shù)運(yùn)算。
[0012] 因?yàn)橐阎獋鞲衅髟谲囕v中的安裝地點(diǎn)以及傳感器的校準(zhǔn)參數(shù)，因此能夠特別精確 地確定相對(duì)于基準(zhǔn)方向（該基準(zhǔn)方向優(yōu)選與車輛縱軸線重合）的角度。與此相比，僅能不 精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)于獲得相對(duì)位置所必需的、由被設(shè)計(jì)成攝像機(jī)的傳感器檢測(cè)到的二維圖像在 三維周圍環(huán)境中的投影。但是由攝像機(jī)的二維圖像可以非常精確地確定上述角度。
[0013] 同樣可以以特別高的精度確定由車輛在兩個(gè)時(shí)刻之間駛過的行程的長(zhǎng)度，例如通 過對(duì)車輛車輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行積分。因此在考慮給出車輛與物體的相對(duì)位置的幾何參數(shù)的 條件下也能夠利用高精度（物體位置以該高精度被已知）來(lái)改善車輛定位。
[0014] 在本發(fā)明的一種有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，借助于在兩個(gè)時(shí)刻出現(xiàn)的、在所述直線與基準(zhǔn) 方向之間的角度，并且借助于所述行程的長(zhǎng)度，獲得在兩個(gè)時(shí)刻中的第二時(shí)刻存在的、傳感 器與物體的距離。如果已知這個(gè)距離，就能夠特別精確地確定傳感器位置和進(jìn)而車輛位置， 這是因?yàn)槲矬w位置提供了高精度測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)。
[0015] 例如，可利用下述關(guān)系式計(jì)算所述距離：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于求得車輛（10,10'）位置的方法，在該方法中，利用傳感器（14)檢測(cè)位于 車輛（10,10')周圍環(huán)境中的物體（16)，求得車輛（10,10')相對(duì)于物體（16)的相對(duì)位置， 其中，考慮了給出物體（16)位置的數(shù)據(jù)值，其特征在于，為了求得車輛（10，10'）的相對(duì)位 置，在兩個(gè)不同的時(shí)刻下分別確定在基準(zhǔn)方向（L)與由傳感器（14)和物體（16)所確定的 直線之間的角度（a，目）W及車輛（1〇，1〇')在所述兩個(gè)時(shí)刻之間駛過的行程的長(zhǎng)度（C)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助于在所述兩個(gè)時(shí)刻出現(xiàn)的、在所述直 線與基準(zhǔn)方向（L)之間的角度（a，目）并且借助于所述行程的長(zhǎng)度（C)，求得在所述兩個(gè) 時(shí)刻中的第二時(shí)刻出現(xiàn)的、傳感器（14)與物體（16)的距離（a)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，利用下述關(guān)系式計(jì)算所述距離（a); a= t(。) .C sitify：?-仿j > 其中， a =在第二時(shí)刻在傳感器（14)與物體（16)之間的距離， a =在第一時(shí)刻在所述直線與基準(zhǔn)方向（L)之間的角度， 目=在第二時(shí)刻在所述直線與基準(zhǔn)方向（L)之間的角度， C =所述行程的長(zhǎng)度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，借助于傳感器（14)與物體（16)之間 的所述距離（a)求得傳感器（14)相對(duì)于物體（16)的坐標(biāo)（y^，XfJ。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，借助于下述關(guān)系式計(jì)算所述坐標(biāo)（y W， X 巧 1): Yrei= a ? sin(；90° -目）和 x"i= a ? cos 巧0。-目）， 其中， yw =傳感器（14)在基準(zhǔn)方向（L)上的坐標(biāo)值， xw =傳感器（14)在垂直于基準(zhǔn)方向（L)的方向上的坐標(biāo)值， a =在第二時(shí)刻在傳感器（14)與物體（16)之間的距離， a =在第一時(shí)刻在所述直線與基準(zhǔn)方向（L)之間的角度， 目=在第二時(shí)刻在所述直線與基準(zhǔn)方向（L)之間的角度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，將給出物體（16)位置的地理數(shù)據(jù)值 和給出車輛（10,10'）位置的地理數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)系數(shù)據(jù)值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，借助于傳感器（14)的坐標(biāo)（y^i，XfJ和 借助于給出物體（16)位置的平面坐標(biāo)系數(shù)據(jù)值來(lái)修正給出車輛（10,10')位置的平面坐標(biāo) 系數(shù)據(jù)值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，借助于下述關(guān)系式修正給出車輛（10， 10'）位置的平面坐標(biāo)系數(shù)據(jù)值： (Ykorr，Xkorr)=如，X3)_(yrel，Xrei)， 其中， ykDtt=車輛a〇，l〇')在基準(zhǔn)方向（u上的修正的坐標(biāo)值， XkD"=車輛（10,10')在垂直于基準(zhǔn)方向a)的方向上的修正的坐標(biāo)值， y3 =物體（16)在基準(zhǔn)方向（L)上的坐標(biāo)值， X3 =物體（16)在垂直于基準(zhǔn)方向（L)的方向上的坐標(biāo)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過對(duì)由被設(shè)計(jì)成攝像機(jī) (14)的傳感器在兩個(gè)不同的時(shí)刻下檢測(cè)到的圖像進(jìn)行分析處理，求得在該兩個(gè)時(shí)刻下確定 的角度（a，目）。
10. -種車輛，具有用于求得車輛（10,10'）位置的定位裝置（12)，該定位裝置包括傳 感器（14)和存儲(chǔ)裝置（15)，利用所述傳感器能檢測(cè)位于車輛（10,10')周圍環(huán)境中的物體 (16)，在所述存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)有給出物體（16)位置的數(shù)據(jù)值，其中，所述定位裝置（12)包 括分析裝置（18)，該分析裝置被設(shè)計(jì)用于在考慮所述給出物體（16)位置的數(shù)據(jù)值的條件 下求得車輛（10,10'）與物體（16)的相對(duì)位置，其特征在于，利用所述分析裝置（18)在兩 個(gè)不同的時(shí)刻下能分別確定在由傳感器（14)和物體（16)所確定的直線與基準(zhǔn)方向（L)之 間的角度（a，目），其中，利用所述分析裝置（18)還能確定車輛（10，10')在所述兩個(gè)時(shí)刻 之間駛過的行程的長(zhǎng)度（C)。
【文檔編號(hào)】G01S5/02GK104428686SQ201380037050
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】S·恩格爾 申請(qǐng)人:奧迪股份公司