一种定位方法、定位系统和车辆与流程

技术特征：
1.一种定位方法，其特征在于，包括：确定车辆的初始位姿，在所述初始位姿周围生成n个采样点c1～c
n
，n为正整数；根据所述车辆的当前预测位姿从定位地图中提取第一激光特征和至少一个视觉语义信息；对于任意采样点c
n
，n为正整数，n≤n，根据其对应的当前估计位姿p
n
，将提取自定位地图的第一激光特征与第二激光特征进行匹配，以确定所述当前估计位姿p
n
的第一权值，所述第二激光特征是从激光雷达采集的点云数据中提取的；以及，对于任意采样点c
n
，根据所述当前估计位姿p
n
，将所述至少一个视觉语义信息与至少一个路面语义信息进行匹配，以确定所述当前估计位姿p
n
的第二权值，所述至少一个路面语义信息是从摄像头采集的图像数据中提取的；根据所述n个采样点c1～c
n
的当前估计位姿p
1-p
n
及其所述第一权值和所述第二权值，计算所述当前估计位姿p
1-p
n
的加权平均值，以所述加权求平均值作为所述车辆的当前位姿；其中，所述定位地图包括相互拼接的多张定位图片，所述定位图片包括色彩通道，所述第一激光特征的编码和所述视觉语义信息的编码存储在所述色彩通道中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位图片包括第一色彩通道，所述第一色彩通道用于存储所述视觉语义信息的编码。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述定位图片还包括第二色彩通道，所述第二色彩通道用于存储所述第一激光特征的编码。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述视觉语义信息的编码包括标志位、类型编码和亮度编码中的至少一种；所述标志位用于表示路面标志的类型，所述类型编码用于表示路面标志的内容，所述亮度信息编码用于表示图片的亮度信息。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个视觉语义信息通过以下步骤提取：根据所述当前预测位姿从所述定位地图中提取局部定位地图，所述局部定位地图包含m张定位图片，所述m张定位图片包含所述当前预测位姿所在的第一图片，以及所述第一图片附近的m-1张第二图片，m为大于1的正整数；从所述局部定位地图中提取所述至少一个视觉语义信息。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对于任意采样点c
n
，根据所述当前估计位姿p
n
，将所述至少一个视觉语义信息与至少一个路面语义信息进行匹配，以确定所述当前估计位姿p
n
的第二权值，包括：从所述至少一个路面语义信息中确定至少一个有效路面语义信息，每一个所述有效路面语义信息的像素数量在预设范围内；根据所述当前估计位姿p
n
将所述至少一个有效路面语义信息投影到所述局部定位地图的坐标系中；确定所述至少一个有效路面语义信息和所述至少一个视觉语义信息的语义关联关系；对每一对语义关联的所述有效路面语义信息和所述视觉语义信息进行语义匹配，根据语义匹配结果确定所述第二权值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述至少一个有效路面语义信息和所述至少一个视觉语义信息的语义关联关系，包括：计算任意有效路面语义信息a
i
的语义权值和任意视觉语义信息b
j
的语义权值；
根据所述有效路面语义信息a
i
的语义权值和所述视觉语义信息b
j
的语义权值的差值，确定所述有效路面语义信息a
i
和所述视觉语义信息b
j
的语义关联度；当所述语义关联度小于预设第一阈值时，确定所述有效路面语义信息a
i
和所述视觉语义信息b
j
具有语义关联。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述对每一对语义关联的所述有效路面语义信息和所述视觉语义信息进行语义匹配，根据语义匹配结果确定所述第二权值，包括：分别计算每一对语义关联的所述有效路面语义信息和所述视觉语义信息的匹配距离；将计算得到的各个所述匹配距离的加权求和得到总匹配距离；根据所述总匹配距离确定所述第二权值。9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述n个采样点c1～c
n
的当前估计位姿p
1-p
n
及其所述第一权值和所述第二权值，计算所述当前估计位姿p
1-p
n
的加权平均值，以所述加权求平均值更新所述当前预测位姿，包括：使用所述当前估计位姿p
1-p
n
的所述第一权值对所述当前估计位姿p
1-p
n
加权求平均，得到第一加权平均值；使用所述当前估计位姿p
1-p
n
的所述第二权值对所述当前估计位姿p
1-p
n
加权求平均，得到第二加权平均值；对所述第一加权平均值和所述第二加权平均值加权求平均，得到所述加权平均值，以所述加权求平均值作为所述车辆的当前位姿。10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述路面语义信息包括：包含有至少一个路面标志的像素块、所述像素块的像素数量、每个像素所属的路面标志的类型。11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，所述当前预测位姿通过以下步骤确定：根据里程计数据确定车辆在当前时刻t和第一历史时刻t-1之间产生的相对位姿；将所述采样点c
n
在所述第一历史时刻t-1对应的预测位姿与所述相对位姿相加得到所述当前预测位姿。12.根据权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，还包括：当有预设比例的所述第一权值或者所述第二权值低于第二阈值时，重新生成所述n个采样点c1～c
n
。13.一种定位系统，其特征在于，包括：安装于车辆的gnss/ins组合模块、控制单元、存储器、激光雷达和摄像头；所述gnss/ins组合模块，用于确定车辆的初始位姿；所述存储器，用于存储定位地图，所述定位地图包括相互拼接的多张定位图片，所述定位图片包括色彩通道，所述色彩通道存储有第一激光特征的编码和视觉语义信息的编码；所述激光雷达，用于采集点云数据，所述点云数据包含第二激光特征；所述摄像头，用于采集图像数据，所述图像数据包含至少一个路面语义信息；所述控制单元，用于在所述初始位姿周围生成n个采样点c1～c
n
，n为正整数；所述控制单元，还用于根据所述车辆的当前预测位姿从定位地图中提取第一激光特征和至少一个视觉语义信息；
所述控制单元，还用于对于任意采样点c
n
，n为正整数，n≤n，根据其对应的当前估计位姿p
n
，将提取自定位地图的第一激光特征与第二激光特征进行匹配，以确定所述当前估计位姿p
n
的第一权值，所述第二激光特征是从激光雷达采集的点云数据中提取的；所述控制单元，还用于对于任意采样点c
n
，根据所述当前估计位姿p
n
，将所述至少一个视觉语义信息与至少一个路面语义信息进行匹配，以确定所述当前估计位姿p
n
的第二权值，所述至少一个路面语义信息是从摄像头采集的图像数据中提取的；所述控制单元，还用于根据所述n个采样点c1～c
n
的当前估计位姿p
1-p
n
及其所述第一权值和所述第二权值，计算所述当前估计位姿p
1-p
n
的加权平均值，以所述加权求平均值作为所述车辆的当前位姿。14.根据权利要求13所述的定位系统，其特征在于，所述定位图片包括第一色彩通道，所述第一色彩通道用于存储所述视觉语义信息的编码。15.根据权利要求13所述的定位系统，其特征在于，所述定位图片还包括第二色彩通道，所述第二色彩通道用于存储所述第一激光特征的编码。16.根据权利要求13-15任一项所述的定位系统，其特征在于，所述视觉语义信息的编码包括标志位、类型编码和亮度编码中的至少一种；所述标志位用于表示路面标志的类型，所述类型编码用于表示路面标志的内容，所述亮度信息编码用于表示图片的亮度信息。17.根据权利要求13-16任一项所述的定位系统，其特征在于，当所述控制单元用于根据所述车辆的当前预测位姿从定位地图中提取所述至少一个视觉语义信息时：所述控制单元，具体用于根据所述当前预测位姿从所述定位地图中提取局部定位地图，所述局部定位地图包含m张定位图片，所述m张定位图片包含所述当前预测位姿所在的第一图片，以及所述第一图片附近的m-1张第二图片，m为大于1的正整数；所述控制单元，还用于从所述局部定位地图中提取所述至少一个视觉语义信息。18.根据权利要求13所述的定位系统，其特征在于，当所述控制单元用于对于任意采样点c
n
，根据所述当前估计位姿p
n
，将所述至少一个视觉语义信息与至少一个路面语义信息进行匹配，以确定所述当前估计位姿p
n
的第二权值时：所述控制单元，具体用于从所述至少一个路面语义信息中确定至少一个有效路面语义信息，每一个所述有效路面语义信息的像素数量在预设范围内；所述控制单元，还用于根据所述当前估计位姿p
n
将所述至少一个有效路面语义信息投影到所述局部定位地图的坐标系中；所述控制单元，还用于确定所述至少一个有效路面语义信息和所述至少一个视觉语义信息的语义关联关系；所述控制单元，还用于对每一对语义关联的所述有效路面语义信息和所述视觉语义信息进行语义匹配，根据语义匹配结果确定所述第二权值。19.根据权利要求18所述的定位系统，其特征在于，当所述控制单元用于确定所述至少一个有效路面语义信息和所述至少一个视觉语义信息的语义关联关系时：所述控制单元，具体用于计算任意有效路面语义信息a
i
的语义权值和任意视觉语义信息b
j
的语义权值；所述控制单元，还用于根据所述有效路面语义信息a
i
的语义权值和所述视觉语义信息b
j
的语义权值的差值，确定所述有效路面语义信息a
i
和所述视觉语义信息b
j
的语义关联度；
所述控制单元，还用于当所述语义关联度小于预设第一阈值时，确定所述有效路面语义信息a
i
和所述视觉语义信息b
j
具有语义关联。20.根据权利要求18或19所述的定位系统，其特征在于，当所述控制单元用于对每一对语义关联的所述有效路面语义信息和所述视觉语义信息进行语义匹配，根据语义匹配结果确定所述第二权值时：所述控制单元，具体用于分别计算每一对语义关联的所述有效路面语义信息和所述视觉语义信息的匹配距离；所述控制单元，还用于将计算得到的各个所述匹配距离的加权求和得到总匹配距离；所述控制单元，还用于根据所述总匹配距离确定所述第二权值。21.根据权利要求13-20任一项所述的定位系统，其特征在于，当所述控制单元用于根据所述n个采样点c1～c
n
的当前估计位姿p
1-p
n
及其所述第一权值和所述第二权值，计算所述当前估计位姿p
1-p
n
的加权平均值，以所述加权求平均值作为所述车辆的当前位姿时：所述控制单元，具体用于使用所述当前估计位姿p
1-p
n
的所述第一权值对所述当前估计位姿p
1-p
n
加权求平均，得到第一加权平均值；所述控制单元，还用于使用所述当前估计位姿p
1-p
n
的所述第二权值对所述当前估计位姿p
1-p
n
加权求平均，得到第二加权平均值；所述控制单元，还用于对所述第一加权平均值和所述第二加权平均值加权求平均，得到所述加权平均值，以所述加权求平均值作为车辆的当前位姿。22.根据权利要求13-21任一项所述的定位系统，其特征在于，所述路面语义信息包括：包含有至少一个路面标志的像素块、所述像素块的像素数量、每个像素所属的路面标志的类型。23.根据权利要求13-21任一项所述的定位系统，其特征在于，还包括：里程计；所述控制单元，还用于根据里程计数据确定车辆在当前时刻t和第一历史时刻t-1之间产生的相对位姿；所述控制单元，还用于将所述采样点c
n
在所述第一历史时刻t-1对应的预测位姿与所述相对位姿相加得到所述当前预测位姿。24.根据权利要求13-23任一项所述的定位系统，其特征在于，所述控制单元，还用于当有预设比例的所述第一权值或者所述第二权值低于第二阈值时，重新生成所述n个采样点c1～c
n
。25.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求13-24任一项所述的定位系统。26.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-12任一项所述的方法。27.一种计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-12任一项所述的方法。

技术总结
本申请提供了一种定位方法、定位系统和车辆。其中，该方法包括在初始位姿周围生成N个采样点C1～C


技术研发人员：薛常亮 俞彦辉 王化友 周彦兴 温丰
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：2020.08.28
技术公布日：2022/3/18