一种自动驾驶的导航方法、系统和存储介质与流程

1.本技术涉及自动驾驶领域，具体涉及的是一种自动驾驶的导航方法。


背景技术：

2.目前自动驾驶常用的导航定位技术包括：航位推算(dr)、惯性导航技术 (ins)、卫星导航定位技术、路标定位技术、地图匹配定位技术(mm)以及视觉定位技术等。
3.a、航位推算(dr)：航位推算(dead reckoning)是一种跟踪导航算法，它利用车辆的运行方向和位移来推算车辆行驶的轨迹，车辆的运动可以看做在地表表面上的二维运动，车辆位置可以由平面坐标系中的东向和北向位置坐标确定。dr传感器包括航向传感器和位移传感器，提供航位推算所需的车行方向、速度和位移等信息。一般组合定位方案中采用惯性测量单元(imu)作为 dr传感器件，imu包括三轴陀螺仪和三轴加速计，其中角速度陀螺的输出经时间积分之后形成反应车辆运动方向变化的角度值。加速度计的输出经时间积分之后形成反应车辆运动状态的速度和里程值。imu的测量误差一般由随机噪声、传感器输出的零偏漂移以及安装倾角等因素引起。
4.b、惯性导航技术(ins)：惯性导航系统(ins，inertial navigationsystem)也称作惯性参考系统，是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量(如无线电导航那样)的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。惯性导航系统属于推算导航方式，即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，并给出航向和姿态角；加速度计用来测量运动体的加速度，经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到位移。
5.c、路标定位技术：路标定位技术方案是在道路上每间隔数米安装一个定位导航路标，车辆上安装定位导航仪，定位导航路标通过无线与周边一定范围内的路标定位导航仪建立通信联系，相邻定位导航路标保持接力通信联系，所有定位导航路标都与定位导航路标管理站联系，在定位导航路标周围的路标定位导航仪，也就是车辆，就可以通过定位导航路标与定位导航路标管理站进行联系，而车辆的位置信息就可以通过导航路标管理站获知。
6.d、地图匹配定位技术(mm)：地图匹配(map matching)的原理是导入了电子地图车辆可以在屏幕看到汽车的运动位置，驾驶者能一目了然地知道自己处于城市什么地方，由于电子地图制作方法的改进其精度得到了很大提高，所以可以利用高精度地图对车辆的位置进行修正。
7.e、视觉定位技术：视觉定位技术就是用摄像头来替代人眼，通过识别车道线，路肩，护栏，交通标志牌，路灯等具有语义信息的图像，并与地图匹配来获得车辆的位置和朝
向。
8.f、卫星导航定位技术：卫星导航国际上一般使用gps，国内使用北斗。 gps导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距 (pr)：当gps卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。gps系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的c/a码和军用的p(y)码。c/a码频率1.023mhz，重复周期一毫秒，码间距 1微秒，相当于300m；p码频率10.23mhz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而y码是在p码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码，每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在wgs-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
9.在上述几种导航方式中一般常用的是卫星导航和高精地图匹配导航。卫星导航的问题是不安全，卫星原本面临着陨石、太空垃圾等传统威胁，近年来更是要面临太空军事化这种更加严重的威胁，让人无法放心。毕竟自动驾驶关系着千万人的生命。
10.高精地图匹配不但要依赖卫星导航，而且采集地图数据的成本高昂。随着导航精度的要求越来越高，对车载系统数据处理速度以及信息交互提出了更高的要求，这样也增加了自动驾驶车辆系统的成本，不利于自动驾驶的推广。
11.因此，需要改进现有的自动驾驶的导航方法。


技术实现要素：

12.为克服上述缺点，本技术目的在于：提供一种自动驾驶的导航方法，其是以路口递进列表算法为逻辑基础的新的自动驾驶导航方法，该方法下的导航可不再依赖卫星也不用采集高精地图数据，就可以将车辆安全可靠的移动至目的地。为了达到以上目的，本技术采用如下技术方案：
13.一种自动驾驶的导航方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
14.s1.获取初始停车点的位置信息及目标停车点的位置信息，
15.s2.基于预设的规则进行路径规划并生成沿途经过点和/或路口的位置列表，
16.s3.车辆基于规划的路径移动，直至到达目的地，完成一次运输任务。
17.优选的，步骤s1中还包括，人机界面，乘客基于人机界面选定目的地后，人机界面将获取的当前位置及目的地停车点的位置信息传输至数据处理模块，每个停车点和所经过的路口都具有唯一的rsu编号。该方法中，显示路径的坐标系统中预设有停车点及中继站的位置信息。车辆在预设的轨道(实轨/ 虚轨)上移动，在获取初始停车点的位置信息及目的地停车点的位置信息后车辆或服务器依据路径的坐标，结合普通的地图规划行进的路线，
移动的同时借助5g中继站的位置信息和/或沿途的rsu的位置信息进行定位，移动至路口时车辆与路口的中继站进行信息交互，该方法无需高精度地图或卫星导航，进而降低对车辆导航系统的性能要求。
18.优选的，自动驾驶的导航方法，其特征在于，每个停车点和/或路口的位置都具有唯一的rsu编号，
19.所述步骤s1中还包括，人机界面，
20.基于所述人机界面选定目的地后，人机界面将获取的当前位置及目的地停车点的位置信息传输至数据处理模块。
21.优选的，步骤s2中还包括，数据处理模块基于接收的位置信息并依据最短距离算法将当前位置与目的地之间经过的所有路口依次排列出来，以生成沿途经过点和/或路口的位置列表。
22.优选的，步骤s2中包括，基于预设的依据最短距离规则并结合地图进行路径规划。
23.优选的，步骤s3还包括，车辆基于预设的轨道移动，直至到达目的地，完成一次运输任务。
24.优选的，步骤s3中，车辆在每个当前路口与下一路口的中继站的信息交互。
25.优选的，车辆在路口的动作包括:直行、右转、左转或掉头中一种。
26.优选的，车辆每通过一个路口向下一个路口移动时，基于数据处理模块在位置列表中删除或者标记已通过路口。
27.本技术实施例提供一种自动驾驶的导航系统，其特征在于，所述系统包括：
28.基于预设的轨道移动的车辆，路径坐标中的每个停车点和/或路口的位置都具有唯一的rsu编号，
29.所述车辆沿上述导航方法规划的路径移动，
30.直至到达目的地，完成一次运输任务。
31.本技术实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述的方法。
32.有益效果
33.与现有技术相比，本技术提供的导航方法下车辆的导航可不再依赖卫星和高精地图，便可将车辆安全可靠的移动至目的地。
附图说明
34.图1为本技术实施例的导航方法的流程示意图；
35.图2为本技术一实施例的两点间导航方法的示意图。
具体实施方式
36.以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
37.在本技术中，术语“上”、“下”、“内”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定
所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
38.本技术提供一种自动驾驶的导航方法，该方法利用每个路口配置的5g中继站及道路两侧的rsu的位置信息，在确认起点及目的地后利用预设的路径逻辑规划车辆的移动路径，利用5g中继站的位置信息及沿途的rsu的位置信息定位车辆并引导其移动。本实施方式中自动驾驶的导航对象的车辆为具有自动驾驶功能的车辆(如，无人车、动车等)，该车辆在预设的轨道上移动(实轨/ 虚轨)，移动的同时借助5g中继站的位置信息和/或沿途的rsu的位置信息进行定位。这样车辆移动时利用普通的地图即可，而无需高精度地图或卫星导航，同时降低对车辆系统的性能要求。
39.接下来结合图1-图2来描述本技术实施案例的自动驾驶导航方法。
40.如图1所示为本技术一实施例的自动驾驶的导航方法的示意，
41.该方法运行时包括：
42.s1.获取初始停车点及目的地停车点的位置信息，
43.s2.基于预设的规则进行路径规划并生成沿途经过点和/或路口的位置列表，
44.s3.基于规划的路径移动,直至到达目的地完成一次运输任务。
45.该方法中，需搭乘的乘客到停车点后，选取目的地(车辆人机界面上或者个人移动终端应用上选取目的地)，车载系统获取初始停车点及目的地停车点的位置信息。车辆(有时远端服务器也可)基于搭载的地图模块依据初始停车点及目的地停车点的位置信息生成沿途经过点和/或路口的位置列表，车辆基于生成的路径信息按照先后次序移动，直至完成一次运载任务。
46.本实施方式中，每一个路口都配置有5g通信中继站，在路口与路口之间的道路上有一个或多个自动驾驶车辆的停车点，用户/路人/乘客等(下统称乘客)需要穿过马路或乘车时，需在该停车点上/下车。本技术实施方式中的每个停车点都可以看作具有唯一编号(识别号)的rsu(road-side units)，同时每个路口的5g中继站也有唯一的编号(识别号)。路径规划就是依次排列的编号(识别号)，每个编号(识别号)代表一个地图位置坐标。
47.车辆在预设的轨道上移动(实轨/虚轨)，移动的同时借助5g中继站的位置信息和/或沿途的rsu的位置信息进行定位。这样车辆移动时只利用普通的地图即可实现导航，而无需高精度地图和卫星导航，从而降低对车辆系统的性能要求。具体地说就是用标注点位的坐标系，来替代容量巨大而复杂的数字地图。在该坐标系中每一个拥有唯一编号(识别号)的坐标系点，就是一个路口 (5g中继站)或者rsu(乘客上下车的停车点)。
48.接下来结合图2来描述本技术实施例的自动驾驶的导航方法，本实施方式中，有50个点(即50个路口或者rsu)，每一个点都代表了一个路口或者 rsu。
49.乘客在某一个rsu(停车点)上车(比如1点)，然后选择好想要去的目的地，离这个目的地最近的rsu(停车点)对应的是坐标系中16点，那么系统会在1和16之间根据轨道形成一种联系，然后基于最短距离算法将两点之间需要通过的所有路口(即规划的移动路径)以先后次序排列出来，这个编号排列的内容，就是车辆obu(on board unit)与路口中继站的主要通信交流内容。
50.举例，现在1和16之间所有路口的依次排列是：1
→2→4→7→
16，那么车辆在等乘客确定好目的地之后首先往最近的2路口开，到达2路口时，中继站计算机通过v2x通信了解到这辆车去的下一个路口是4，那么它会指示这辆车直行通过目前的2路口(本实施方式中，
每一个路口只有四种选择：直行、右转、左转、掉头)。车辆每通过一个路口向下一个路口递进/移动时，删除或者标记一下已通过路口，到了下一个路口，依然是四选一通过，最后通过的是 7路口，然后递进列表中就只剩下编号为16的目的地rsu(停车点)，无人车进入16后停车让乘客下车，完成该次的一趟载客任务就算完成。
51.该方式下，车辆的自动驾驶导航可不再依赖卫星导航，提高了导航安全性。该方式下，依据一般的互联网地图即可完成任务，而无需采集目前主流自动驾驶技术公司都使用的高精地图，降低了运营成本。该方式下，简化了任务难度，从而简化了涉及导航的车载计算机系统，减少了相关的研发成本。
52.此外，本技术的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本技术导航方法的步骤。
53.以上结合具体实施例描述了本技术的基本原理，但是，需要指出的是，在本技术中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本技术的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。
54.上述实施例只为说明本技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本技术的内容并据以实施，并不能以此限制本技术的保护范围。凡如本技术精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本技术的保护范围之内。