专利名称：车辆定位的制作方法
技术领域：
本公开总地涉及车辆领域，更特别地，涉及用来定位有关车辆的地理位置的方法和系统。
背景技术：
今天一些车辆包括获取有关车辆地理位置的信息的系统。例如，今天许多车辆包括全球定位系统(GPS)和/或其它类系统(例如三角测量系统)，用于获得有关车辆地理位置的信息。然而，这类系统由于系统限制通常具有一定幅度的误差。这类系统在某些时候还会降低效率，例如当桥梁、隧道、和/或其它在头顶上的物体临时地阻挡或妨碍系统的通
/[目时。因此，期望提供一种用于车辆定位的改进方法。还期望提供用于车辆定位的改进系统，并提供包括该定位方法和系统的改进车辆。另外，结合附图及前面的技术领域和背景技术，从下面的详细描述和所附权利要求可清楚本发明的其它期望特征和特性。
发明内容
根据示例性实施例，提供了一种用于定位车辆的方法。所述方法包括如下步骤:在所述车辆行驶时检测布置在所述车辆大致向上方向的物体；将所述物体与地图数据库的信息相关联，从而产生相关性；以及基于所述相关性确定所述车辆的地理位置。根据另一示例性实施例，提供了一种用于定位车辆的系统。所述系统包括传感器和处理器。所述传感器构造成在所述车辆行驶时检测布置在所述车辆大致向上方向的物体。所述处理器联接至所述传感器。所述处理器构造成将所述物体与地图数据库的信息相关联，从而产生相关性，并基于所述相关性确定所述车辆的地理位置。根据又一示例性实施例，提供了一种车辆。所述车辆包括车身、驾驶系统和定位系统。所述驾驶系统布置在所述车身内。所述定位系统布置在所述车身内，并且包括传感器和处理器。所述传感器构造成在所述车辆行驶时检测布置在所述车辆大致向上方向的物体。所述处理器联接至所述传感器。所述处理器构造成将所述物体与地图数据库的信息相关联，从而产生相关性，并基于所述相关性确定所述车辆的地理位置。本发明提供下列技术方案。技术方案1.一种用于定位车辆的方法，所述方法包括如下步骤:
在所述车辆行驶时，使用传感器检测布置在所述车辆大致向上方向的物体；
通过处理器将所述物体与地图数据库的信息相关联，从而产生相关性；以及 通过所述处理器基于所述相关性确定所述车辆的地理位置。技术方案2.如技术方案I的方法，还包括如下步骤:
将所述传感器沿着从所述车辆大致向上的方向瞄准；
其中检测所述物体的步骤包括在所述车辆行驶时通过所述传感器检测所述物体的步骤。
技术方案3.如技术方案2的方法，其中:
瞄准所述传感器的步骤包括将所述传感器相对于所述车辆行驶方向大致90度地瞄准的步骤；并且
检测所述物体的步骤包括在所述车辆行驶时通过所述传感器检测所述物体的步骤。技术方案4.如技术方案I的方法，其中将所述物体与地图数据库的信息相关联的步骤包括如下步骤:
在所述地图数据库上标记所述车辆正行驶的地理区域；和 在所述地图数据库上的所述地理区域内标记所述物体。技术方案5.如技术方案I的方法，还包括如下步骤:
存储有关所述物体的信息，以便用在所述车辆的后来的驾驶循环中。技术方案6.如技术方案I的方法，还包括如下步骤:
通过通信系统获得所述车辆的位置的第一指示，其中:
关联所述物体的步骤包括识别在所述地图数据库上在所述第一指示的最近处的所述物体，从而产生所述物体的标记；和
确定所述地理位置的步骤包括基于所述物体的标记确定所述车辆的位置的第二指示。技术方案7.如技术方案6的方法，还包括如下步骤:
从一个或多个车辆传感器获得有关所述车辆的操作的数据；
在检测所述物体之后使用所述数据确定所述车辆的移动的测量；和 基于所述第二指示和所述移动测量确定所述车辆的地理位置的第三指示。技术方案8.—种用于定位车辆的系统，所述方法包括如下步骤:
构造成在所述车辆行驶时检测布置在所述车辆大致向上方向的物体的传感器；和 联接至所述传感器的处理器，其构造成:
将所述物体与地图数据库的信息相关联，从而产生相关性；以及 基于所述相关性确定所述车辆的地理位置。技术方案9.如技术方案8的系统，还包括:
构造成存储所述地图数据库和有关所述物体的信息的内存。技术方案10.如技术方案8的系统,其中所述传感器相对于所述车辆行驶方向向上大致90度瞄准。技术方案11.如技术方案8的系统，其中所述处理器进一步构造成:
在所述地图数据库上标记所述车辆在其中行驶的地理区域；并且在所述地图上的所述地理区域内标记所述物体。技术方案12.如技术方案8的系统，还包括构造成存储与所述物体相关的信息以便用在所述车辆的后来驾驶循环中的内存。技术方案13.如技术方案8的系统，其中所述处理器进一步构造成:
通过通信系统获得所述车辆的位置的第一指示；
在所述地图数据库上在所述第一指示的最近处标记所述物体，以产生所述物体的标记；并且基于所述物体的标记确定所述车辆的位置的第二指示。技术方案14.如技术方案13的系统，还包括:
构造成获得有关所述车辆的操作的数据的另外的传感器； 其中所述处理器还联接至所述另外的传感器，并构造成:
在检测到所述物体之后使用所述数据确定所述车辆的移动的测量；并且 基于所述第二指示和所述移动测量确定所述车辆的地理位置的第三指示。技术方案15.—种车辆,包括:
车身；
布置在所述车身内的传动系统；和 布置在所述车身内的定位系统，所述定位系统包括:
构造成在所述车辆行驶时检测布置在所述车辆大致向上方向的物体的传感器；和 联接至所述传感器的处理器，其构造成:
将所述物体与地图数据库的信息相关联，从而产生相关性；以及 基于所述相关性确定所述车辆的地理位置。技术方案16.如技术方案15的车辆，其中所述定位系统还包括:
构造成存储地图数据库的内存。技术方案17.如技术方案15的车辆，其中所述传感器相对于所述车辆行驶方向向上大致90度瞄准。技术方案18.如技术方案15的车辆，其中所述处理器进一步构造成:
在所述地图数据库上标记所述车辆在其中行驶的地理区域；并且 在所述地图数据库上的所述地理区域内标记所述物体。技术方案19.如技术方案15的车辆，其中所述处理器进一步构造成:
通过通信系统获得所述车辆的位置的第一指示；
在所述地图数据库上在所述第一指示的最近处标记所述物体，以产生所述物体的标记；并且
基于所述物体的标记确定所述车辆的位置的第二指示。技术方案20.如技术方案19的车辆，其中所述定位系统还包括:
构造成获得有关所述车辆的操作的数据的另外的传感器；
其中所述处理器还联接至所述另外的传感器，并构造成:
在检测到所述物体之后使用所述数据确定所述车辆的移动的测量；并且 基于所述第二指示和所述移动测量确定所述车辆的地理位置的第三指示。
下面结合附图描述本公开，其中相同的标记指代相同的元件，其中:
图1为根据示例性实施例的包括车辆定位系统的车辆的功能框 图2为根据示例性实施例的用于定位车辆的过程的流程图，其可结合图1的车辆和车辆定位系统来实施；以及
图3为根据示例性实施例的使用定位系统来执行图2的过程的车辆(如图1的车辆)的操作环境的示意图。
具体实施例方式下面的详细描述实质上仅仅是示例性的，不意欲限制本公开或其应用和使用。另夕卜，不意欲通过前面的背景或后面的详细描述中存在的任何理论来界定。图1示出了根据示例性实施例的车辆100或汽车。车辆100图示在远程服务器102附近，车辆经由该服务器102通过无线网络104通信。如下面更加详细描述的，车辆100通过识别位于车辆大致上方的物体并且使关于被识别物体的信息与车辆100正行驶的地理区域的地图数据库相关联来提供改进的车辆地理位置定位。车辆100包括底盘112、车身114、四个车轮116、电子控制系统118、导航系统119和定位系统120。车身114布置在底盘112上，并基本封闭了车辆100的其它部件。车身114和底盘112可连接形成车架。车轮116每个都在车身112的相应角部附近可旋转地联接至底盘112。车辆100可为许多不同类型的汽车中的任意一种，例如，轿车、旅行车、卡车、运动型多用途车(SUV)，并且可为两轮驱动(2WD)(即，后轮驱动或前轮驱动)、四轮驱动(4WD)或全轮驱动(AWD)。车辆100还可包括许多不同类型的电力推进系统中的任意一种或组合，例如，汽油或柴油燃料内燃机、“灵活燃料车辆”(FFV)发动机(B卩，使用汽油与酒精的混合物)、气体化合物(例如，氢气和/或天然气)燃料发动机、燃烧/电动机混合发动机、及电动机。在图1所示的示例性实施例中，车辆100为混合电动车(HEV),并进一步包括致动器组件121、可再充电能量存储系统(RESS) 122、上述定位系统120、功率逆变器组件(或逆变器)126、及散热器128。致动器组件121包括安装在底盘112上驱动车轮116的至少一个推进系统129。具体地，如图1所示，致动器组件121包括内燃机130和电动发电机(电动机)132。如本领域技术人员所清楚的，电动机132包括在其中的变速器，虽然未示出，但是还包括定子组件(包括导电线圈)、转子组件(包括铁磁芯)、以及冷却流体或冷却剂。电动机132内的定子组件和/或转子组件可包括多个电磁极，如所公知的。仍参考图1，内燃机130和电动机132被集成，使得其中一个或两者通过一个或多个传动轴134机械地联接到至少一部分车轮116。在一个实施例中，车辆100为“串联HEV”，其中内燃机130未直接联接至变速器，但是联接至发电机(未示出)，其用于给电动机132供能。在另一实施例中，车辆100为“并联HEV”，其中内燃机130通过例如使电动机132的转子可旋转地联接至内燃机130的传动轴而直接联接至变速器。RESS 122电连接至逆变器126。在一个实施例中，RESS 122安装在底盘112上。在一个这类实施例中，RESS 122布置在车辆的驾驶座内。在另一实施例中，RESS 122布置在车辆驾驶座下方。RESS 122优选包括具有一组电池单元的可再充电电池。在一个实施例中，RESS 122包括磷酸铁锂电池，例如纳米磷酸盐锂离子电池。RESS 122和推进系统129一起提供推进车辆100的驱动系统。散热器128在其外侧部分连接至车架，但是未详细示出，包括多个冷却通道，其中含有冷却流体(即，冷却剂)，例如水和/或乙二醇(即，“防冻剂”)，并联接至内燃机130和逆变器126。控制系统118控制与车辆100的操作有关的各种功能。在所示实施例中，控制系统118包括联接至发动机130并构造成控制其操作的发动机控制单元135。控制系统118还包括联接至RESS 122并构造成控制其操作的RESS控制单元136。另外，控制系统118包括构造成控制车辆操作各方面以进一步提高安全性的一个或多个主动安全系统138(例如，气囊系统、防抱死制动、牵引控制系统、电子稳定性控制、动态悬架控制、自动制动等)。导航系统119向车辆100的驾驶员和/或乘客提供有关车辆地理位置的信息。导航系统119可类似地提供有关车辆当前点火循环期间行驶的路线、连同沿着或靠近该路线的兴趣点的信息。导航系统119优选包括用于为驾驶员提供有关车辆100的地理位置和行驶路线的信息的声音和/或可视显示器140。在某些实施例中，导航系统119还包括远程通信设备142，例如一个或多个天线、收发器、和/或其它通信装置(例如，用于全球定位系统(GPS)和/或蜂窝网络系统)，用于获取地理位置及相关信息。在其它实施例中，该通信装置可为一个或多个其它车辆单元的一部分，例如定位系统120，下面直接描述。定位系统120构造成定位车辆100。术语定位(包括定格和/或其它变形)包括识别或确定车辆100的地理方位或位置。定位系统120包括远程通信系统150、传感器阵列152和计算机系统154。另外，尽管这点未示出，但是定位系统120(和/或一个或多个其部件)可为电子控制系统118、导航系统119和/或一个或多个其它车辆系统的一部分。远程通信系统150便于车辆100 (具体地，其定位系统120)与远程服务器102之间通过无线网络104的通信。在优选实施例中，远程通信系统150从远程服务器102接收有关车辆100的地理位置的第一或初始指示的数据和信息。另外，在某些实施例中，远程通信系统150还从远程服务器102接收地图数据库和/或与其相关的信息。多种类型的数据和信息被提供给计算机系统154，用于获得与车辆地理位置相关的更加精确的确定，如下面进一步所述。远程通信系统150包括用于与远程服务器102通信的一个或多个收发器151和天线153。在某些实施例中，收发器151和/或天线可为分开的系统或装置，并联接至定位系统120。在一个实例中，远程通信系统150接收作为GPS网络一部分的数据和信息。在另一实例中，远程通信系统150接收作为蜂窝网络一部分的数据和信息和/或从网络接收另一
类射频三角测量。传感器阵列152包括一个或多个位置传感器156及一个或多个其它车辆传感器157。所述一个或多个位置传感器156检测车辆正被驱动时在车辆大致上方的物体，并向计算机系统154提供与其有关的信息，用于处理和用在确定车辆地理位置的第二指示中，如下面进一步描述的。在某些实施例中，位置传感器156还提供与头顶物体的高度和/或其它识别特征相关的信息，并类似地将该信息提供给计算机系统154，用于处理和用在确定车辆地理位置的第二指示中。位置传感器156优选沿着从车辆总体向上的方向瞄准。位置传感器156检测通常在车辆100上方的物体，当车辆100接近该物体时(例如，使得在检测时该物体相对于车辆100行驶方向优选在至少45度角度)。在优选实施例中，位置传感器156猫准车辆行驶方向上方90度，并具有相对窄的视�。沟迷诔盗菊戏郊觳獾轿锾�。在某些其它实施例中，位置传感器156可猫准行驶方向上方小于90度。例如,在某些实施例中，位置传感器156可瞄准行驶方向上方45度与90度之间，具有相对较宽的视场(例如，具有更加复杂的传感器布置，可通过最小化距物体的距离在顶上的多个物体之间进行确定)。位置传感器156优选检测通常在车辆头顶的固定物体，例如桥梁、隧道、头顶路标、、头顶街灯、可能在头顶的建筑物(例如在大型城市的闹市区)等。位置传感器156优选不构造成检测飞行器或其它移动车辆，位置传感器156的范围优选被限制成不检测、接触、或干涉任何飞行器或其它车辆。在一个示例性实施例中，位置传感器的范围大致为50米。在一个实施例中，位置传感器156包括从车辆沿着大致向上方向加减45度指向的一个或多个激光器。在一个实施例中，所述一个或多个激光器在车辆行驶方向上方90度向上指向。在某些实施例中，除了其他传感器也可使用其它位置传感器156，例如一个或多个雷达装置、照相机、超声波传感器、光探测测距(LIDAR)传感器和/或环境光传感器等等。这些传感器可为主动型(发送和接收)或被动型(只接收)。所述传感器可仅检测物体的存在、检测并提供到物体的距离、或检测和提供物体的距离及方向。其它车辆传感器157获得有关车辆的操作的数据和信息。该数据和信息通过所述其它车辆传感器157提供给计算机系统154用于处理，以便用在检测到头顶物体之后确定车辆100的移动的测量，并用于确定车辆的地理位置的第三指示，如下面进一步描述的。在一个实施例中，所述其它车辆传感器157中包括一个或多个车轮速度传感器、软盘仪、方向盘角度传感器和/或偏航角传感器。计算机系统154联接至远程通信系统150和传感器阵列152。计算机系统154利用来自远程通信系统150和传感器阵列152的数据和信息来定位车辆100。具体地，计算机系统154确定或从远程通信系统150接收车辆100的地理位置的第一初始指示。另外，当检测到车辆100头顶的物体时，在确定车辆100地理位置的第二或更精确指示中，计算机系统154使用第一指示连同来自位置传感器156的数据和信息。然后计算机系统154使用来自其它车辆传感器157的另外信息，基于车辆100远离头顶物体的移动的测量来确定车辆100地理位置的第三指示。在所示实施例中，计算机系统154包括处理器160、内存162、接口 164、存储装置166和总线168。在某些实施例中，计算机系统154还可包括一个或多个远程通信系统150、传感器阵列152、和/或其一部分、和/或一个或多个其它装置。另外，应当清楚，计算机系统154也可不同于图1中所示实施例。例如，计算机系统154可联接至或者可以其它方式利用一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统。处理器160执行计算机系统154的计算和控制功能，可包括合作工作以完成处理单元的功能的任意类型的处理器或多处理器、单集成电路(例如微处理器)、或任何适当数量的集成电路装置和/或电路板。在操作期间，处理器160执行包含在内存162中的一个或多个程序170，且这样控制计算机系统154及计算机系统154的计算机系统的一般操作，优选在执行本文所述的处理步骤中，例如下面参考图2和3进一步描述的过程200的步骤。内存162可为任意类型的适当内存。这包括各种类型的动态随机存取存储器(DRAM)(如SDRAM)、各种类型的静态RAM (SRAM)及各种类型的非易失性存储器(PROM，EPROM和闪存)。总线168用于在计算机系统154的计算机系统的各部件之间传递程序、数据、状态及其它信息或信号。在优选实施例中，内存162存储上述程序170以及一个或多个存储值172，以用在车辆100的定位中。在某些实例中，内存162位于和/或共同位于与处理器160相同的计算机芯片上。接口 164允许至计算机系统154的计算机系统的通信，例如从系统驱动器和/或另一计算机计系统，并可使用任何适当的方法和设备来实施。该接口可包括一个或多个网络接口，以与其它系统或部件通信。接口 164还可包括与技术员通信的一个或多个网络接口、和/或连接至存储设备(例如存储装置166)的一个或多个存储接口。
存储装置166可为任意适当类型的存储设备，包括直接存取存储装置，例如硬盘驱动器、闪存系统、软盘驱动器和光盘驱动器。在一个示例性实施例中，存储装置166包括程序产品，内存162可从该程序产品接收执行本公开的一个或多个过程的一个或多个实施方式的程序170，例如图3中所示图2的过程200的步骤，下面进一步描述。在另一示例性实施例中，程序产品可直接存储在内存162和/或盘(例如，盘174)中和/或被其以其它方式存�。缦滤�。总线168可为连接计算机系统和部件的任意适当物理或逻辑装置。这包括，但不限于，直接硬线连接、光纤、红外和无线总线技术。在操作期间，程序170存储在内存162中，并由处理器160执行。应当清楚，尽管是在全功能计算机系统中描述该示例性实施例，但是本领域的技术人员会认识到，本公开的机构能够通过用来存储其程序和指令的一种或多种类型的非临时性计算机可读信号承载介质分布为程序产品并实施其分布，例如承载程序和含有存储在其中的计算机指令的非临时性计算机可读介质，用于引起计算机处理器(例如处理器160)实施和执行程序。这种程序产品可采取多种形式，不管用来实施其分布的计算机可读信号承载介质的特定类型，本公开都可同样地应用。信号承载介质的例子包括:可记录介质(例如软盘、硬盘驱动器、内存卡和光盘)和传输介质(例如数字模拟通信链接)。类似地可清楚，计算机系统154的计算机系统也可不同于图1中所示的实施例，例如，计算机系统154的计算机系统可联接至或以其它方式利用一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统。图2为根据示例性实施例的用于定位车辆(优选汽车)的过程200的流程图。除了下述特征之外，在确定车辆地理位置的指示中，过程200利用在车辆上大致沿向上方向的物体的检测。过程200可根据示例性实施例与车辆100 (包括其定位系统120)相关地使用。如图2所示，过程200开始于从定位网络接收信息的步骤(步骤202)。在步骤202期间，从定位网络获得有关车辆地理位置的第一指示的信息。该信息优选由图1的处理器160从图1的远程通信系统150获得，例如通过GPS网络、蜂窝网络或从网络的其它类型的无线射频三角测量。所述第一指示优选包括地理位置的相对“粗糙”指示(与后面确定的第二和第三指示相比，下面进一步描述)。在某些实施例中，利用来自定位网络的最后确定值，例如在与定位网络的通信可能被堵塞或定位网络无法恰当工作的情形下。地图数据库被取回(步骤204)。该地图数据库包括与由步骤202的第一指示表示的大致地理区域有关的映射信息。在一个实施例中，地图数据库被存储在内存162中作为其存储值172，并通过图1的处理器160取回。在另一实施例中，地图数据库(或与车辆当前位置相关的其特定相关部分)被远程通信系统152通过无线网络104从远程服务器102取回，然后提供给处理器160。在一个实施例中，使用三维地图数据库。在地图数据库上标记车辆地理位置的第一指示(步骤206)。该标记优选由图1的处理器160进行。作为步骤204和/或206的一部分，在地图数据库上标记对应于车辆当前位置的特定地理区域。在优选实施例中，第一标记还包括车辆最可能行驶在其上的道路以及车辆的行驶方向的标记。在某些实施例中，还获得有关车辆操作的其它传感器数据(步骤208 )。步骤208的数据优选包括表示车辆移动的数据，例如车辆的速度和行驶方向。步骤208的数据优选由图1的车辆传感器157获得，用来被图1的处理器160处理。在一个例子中，由图1的其它车辆传感器157的一个或多个车轮速度传感器、方向盘角度传感器和偏航角传感器测量车轮速度值、罗盘角、方向盘角度值和偏航率值，并提供给图1的处理器160进行处理。在某些实施例中，然后步骤208的数据用在确定车辆移动的一个或多个测量中(步骤210)。在一个优选实施例中，图1的处理器160基于步骤208中获得的数据计算车轮速度、方向和行驶的距离。然后在某些实施例中确定地理位置的更新测量(步骤212)。该更新测量优选包括对步骤202的第一指示的更新或扩展。例如，如上所述，步骤202的第一指示提供车辆地理位置的相对粗糙的初始指示。步骤12的更新测量优选由图1的处理器160来确定。然后进行有关从步骤202的定位网络是否可获得更新信息的确定(步骤214)。该确定优选由图1的处理器160进行。如果在步骤214中确定可获得更新信息，那么在新重复的步骤202中从定位网络获得更新信息，并使用该更新信息确定位置校正(步骤216)，然后过程进行至新重复的步骤204，如图1所示。步骤216的更新校正包括使用来自定位网络的更新信息更新测量车辆的地理位置，并优选由图1的处理器10来确定。相反，如果在步骤214中确定更新信息不可用，那么过程直接进行至新重复的步骤204，下面直接描述。在新重复的步骤204中再次取回地图数据库。在新重复的步骤206中于地图上标记步骤212中车辆地理位置的更新测量。数据库(步骤206)。该标记优选由图1的处理器160进行。作为步骤204和/或206的一部分，在地图数据库上标记对应于车辆当前位置的特定地理区域。在优选实施例中，第一标记还包括车辆最可能行驶在其上的道路及车辆行驶方向的标记。从位置传感器获得数据和信息(步骤218)。优选地，图1的一个或多个位置传感器156通常瞄向上方(最优选在车辆行驶方向上方90度，如上面参考图1所述)，并获得与车辆行驶时通常在其头顶的任意固定物体有关的数据和信息。在某些实施例中，可检测到多个固定物体，以帮助识别特定物体。所述数据和信息与通常在车辆头顶并接近物体(例如，使得检测时所述物体相对于车辆行驶方向成至少45度)的固定物体相关，例如桥梁、隧道、头顶路标、头顶街灯和建筑物。在某些实施例中，除了头顶物体的位置之外，步骤218的数据和信息还包括头顶物体的一个或多个特征。例如，在一个这样的实施例中，通过位置传感器156测量头顶物体在车辆上方的高度。在其它实施例中，还可测量或获得其它特征，例如，头顶物体的宽度、长度和/或密度。确定是否检测到头顶物体(步骤220)。步骤220的确定优选由图1的处理器160使用步骤218期间由图1的位置传感器156获得的数据和信息来进行。如果确定检测到头顶物体，那么过程进行至步骤222，下面直接描述。相反，如果确定未检测到头顶物体，那么该过程转而跳至步骤230-234，下面再描述。在步骤222期间，进行头顶物体的初始评估。具体地，该初始评估优选包括有关头顶物体的类型的评估，例如桥梁、隧道、路标、街灯、建筑物等。该初始评估优选通过图1的处理器160基于步骤218中由图1的位置传感器156提供的数据和信息来进行。将有关头顶物体的信息与来自地图数据库的信息相关联(步骤224)。具体地，将步骤204和206的数据、信息和/或指示与步骤218和222的数据、信息和评估相关联。步骤224的关联及配套调查优选由图1的处理器160执行。在优选实施例中，步骤218的数据和信息及步骤222的初始评估用于在数据库上查找匹配。具体地，在步骤204的地图数据库上靠近与步骤206的第一指示相关的区域标记一位置，在该区域中可在步骤204的地图数据库上找到步骤218和222的头顶物体。例如，如果步骤206的初始指示为车辆在闹市区域的特定街区上，并且数据、信息和/或初始评估提供车辆在特定高度的街灯附近处，那么在步骤224期间，可进行有关地图上沿着车辆行驶的特定街区哪里存在具有该特定高度的街灯的调查。又例如，如果步骤206的初始指示为车辆在特定道路上，且数据、信息和/或初始评估提供车辆在特定尺寸的桥梁附近处，那么在步骤224期间，可进行有关地图上沿着车辆行驶的特定道路哪里有该尺寸桥梁的调查。再例如，如果步骤206的初始指示为车辆在特定高速公路上靠近车辆能够沿多个方向之一转弯的交叉路口，且数据、信息和/或初始评估提供车辆遇到了车辆上方的高速公路天桥(或者，如果车辆行驶在其上方特定数量的天桥的下面)，那么在步骤224期间基于地图上特定天桥的信息进行有关车辆在该交叉路口选择哪条车道或转弯的调查。步骤224的关联结果用在产生车辆地理位置的第二指示中(步骤226)。具体地，第二指示优选表示在考虑了有关步骤218-224期间头顶物体的数据和信息的处理之后，步骤202的第一指示的细化(和/或步骤212的更新测量的细化)。该第二指示优选由图1的处理器160在步骤226期间使用步骤202的第一指示(和/或步骤212的更新测量)以及头顶物体信息与地图数据库之间的关联来确定。优选地，步骤202的第一指示(和/或步骤212的更新测量)包括车辆地理位置的更广阔的测量(在相对较大的误差容限内)，第二指示包括在相对较小误差容限内对车辆位置的更细化的估计。参考上述第一实例，步骤202的第一指示(和/或步骤212的更新测量)可提供在闹市区域中车辆正行驶的特定街区，而第二指示可提供沿着该街区的具体部分或位置(例如，靠近车辆上方检测到的交通灯或其它物体)。参考上述第二实例，步骤202的第一指示(和/或步骤212的更新测量)可提供车辆正行驶的高速公路路段，第二指示可提供沿着该高速公路在具体桥梁下面的特定位置。参考上述第三实例，步骤202的第一指示(和/或步骤212的更新测量)可包括车辆正在其上靠近车辆可沿多个方向之一转弯的交叉路口行驶的特定高速公路路段的测量，第二指示可基于车辆上方的标记物体提供沿着车辆所在交叉路口的具体位置，包括行驶的具体车道或开始的转弯。在某些实施例中，有关头顶物体的信息也可存储在内存中(步骤228)。在一个这种实例中，街灯或其它物体的位置存储在内在中，使得在车辆可能在相同的大致地理区域中行驶的未来驾驶循环中更易识别头顶物体。存储的信息还可包括有关车辆行驶历史的其它信息，例如车辆经常采用的特定路线等。步骤228的信息优选由图1的处理器160存储在图1的内存162中。在某些实施例中，在新重复的步骤208中，还获得有关车辆操作的其它传感器数据。该重复的步骤208的数据优选包括表示车辆移动的数据，例如车辆行驶的速度和方向。该重复步骤208的数据优选由图1的车辆传感器157获得，以便在获得有关头顶物体的数据之后由图1的处理器160处理。在一个实例中，通过图1的其它车辆传感器157的一个或多个车轮速度传感器、方向盘角度传感器和偏航角传感器测量车轮速度值、罗盘角、方向盘角度值和偏航率值，并提供给图1的处理器160进行处理。然后在新重复的步骤210中，最新重复的步骤208的数据被用在确定车辆移动的一个或多个测量中。在一个优选实施例中，在检测到头顶物体之后，图1的处理器160基于最新重复的步骤208中获得的数据计算车辆速度、方向和行驶距离的值，以指示车辆经过头顶物体之后车辆已经行驶的量级和方向。然后确定地理位置的第三指示(步骤229)。该第三指示优选包括步骤226的第二指示的更新或扩展。例如，如上所述，步骤202的第一指示(和/或步骤212的更新测量)提供车辆地理位置的较为粗糙的初始指示。如上所述，当可标记头顶物体在车辆上方时，步骤226的第二指示提供车辆地理位置的细化指示。步骤229的第三指示允许步骤226的第二指示的细化(及伴随的减小的误差容限)保持有限时间(至少在一定程度上)，直到检测到下一头顶物体。例如，如果在步骤226中使用头顶交通灯来提供车辆地理位置的细化指示，那么可使用第三指示来利用车辆从交通灯下方的点行驶的速度和方向来估计更新的地理位置，直到检测到另一头顶物体。步骤229的第三指示优选由图1的处理器160来确定。最新的行驶指示被提供给导航系统(步骤230)。优选地，步骤202的第一指示、步骤212的更新测量、步骤226的第二指示和/或步骤229的第三指示(无论哪个最新)被图1的处理器160提供给图1的导航系统119，以向车辆的驾驶员和/或其他乘客输送有关车辆当前地理位置的声音和/或可视信息。优选地，为车辆座舱中的驾驶员提供当前或最新的位置。另外，在某些实施例中，车辆地理位置的最新指示还融合有来自各种其它车辆传感器、系统和/或装置的数据(步骤232)。在步骤232期间，现在定位的地图信息(包括告诉有关主车辆各种道路特征的位置的能力，在地图上以高精度给出主车辆的位置)融合有来自其它物体检测传感器(例如，雷达、激光雷达、照相机、超声波等)的信息，以产生主车辆周围的综合图像。在一个实施例中，在步骤232期间，步骤202的第一指示、步骤212的更新测量、步骤226的第二指示和/或步骤229的第三指示(无论哪个最新)融合有由图1的其它车辆传感器157提供的数据(例如，车轮和/或车辆速度数据、车辆转向数据、车辆方向数据、车辆制动数据、环境条件数据、道路条件数据和/或各种其它类型的车辆相关数据)，以提供有关车辆位置和操作的综合更新参数值组。 在某些实施例中，融合数据(和/或车辆地理位置最新指示的单独值)被提供给(步骤234)车辆的一个或多个主动安全系统，以有选择地执行主动安全特征(例如自动转向、自动制动和/或自主驾驶等)、和/或一个或多个其它车辆系统，例如上面参考图1的控制系统118描述的。优选地，步骤232的综合图像用于提供主动安全和自主驾驶功能，作为步骤234的一部分。因此，过程200使用在车辆上方检测到的物体为车辆100提供定位。图2的过程200 (和图1的定位系统120)可有助于提高现有定位系统(例如GPS系统和无线射频三角测量系统)的精度，例如，通过改进该系统操作中误差的容限。另外，当车辆行驶时头顶上有大型物体(例如隧道、桥梁等)、并且与现有定位系统(例如GPS和无线射频三角测量系统)的通信可能被头顶物体妨碍或削弱时，图2的过程200 (和图1的定位系统120)仍可提供具有增强精度的定位信息。
过程200的步骤在车辆整个当前点火循环中优选被实施，最优选是连续地实施。因此，第一、第二和第三指示的更新值优选是被连续地确定，且为实施在车辆内的车辆导航系统、主动安全系统和/或其它车辆系统提供最新的值。现在参考图3，提供了根据示例性实施例的使用定位系统(例如图1的定位系统120)执行图2的过程200的车辆(例如图1的车辆100)的操作环境的示意图。如图3所示，在一个实施例中，定位传感器156布置在图1的车辆100的前挡风玻璃303的基座302处，并沿着垂直于车辆100行驶方向的向上方向猫准。位置传感器156 (例如,在优选实施例中为激光器)发射沿该向上方向的信号或波束304。也如图3中所示，位置传感器156接收从车辆100上方的物体306反射的返回信号或波束307，用于物体306的检测和标记，并用在结合上述图2的过程200的步骤提供定位中。因此，提供了用于车辆定位的方法、系统和车辆。所公开的方法、系统和车辆使用在车辆上方大致向上方向的物体的检测、并将有关检测物体的信息与地图数据相关联来提供潜在改进的车辆定位。结果，与传统的技术相比，有关车辆定位可以潜在改进精度地进行确定。该信息可用于补充其它定位系统(例如GPS系统或蜂窝三角测量系统)的数据，或与其它类型的车辆系统结合，以与来自多个系统的数据融合和/或用在车辆的主动安全功能中。应当清楚，所公开的方法、系统和车辆可不同于附图和本文所描述的那些。例如，车辆100、定位系统120和/或其各种组件可不同于图1所示或结合其描述的。另外，应当清楚，过程200的某些步骤可不同于图2和3所示和/或上面结合其描述的。类似地应当清楚，上述过程的某些步骤可同时发生或以不同于图2和3和/或上面结合其描述的那些的顺序发生。尽管在前面的详细描述中已经展现了至少一个示例性实施例，但是应当清楚，存在大量的变形。还应当清楚，所述一个或多个示例性实施例仅仅是实例，并不意欲以任何方式限制本发明的范围、应用或结构。相反，前面的详细描述会给本领域的技术人员提供用于实施所述示例性实施例的方便路图。应当理解，在不脱离由所附权利要求及其等效物阐述的本发明范围的情形下可对元件的功能和布置进行各种改变。
权利要求
1.一种用于定位车辆的方法，所述方法包括如下步骤: 在所述车辆行驶时，使用传感器检测布置在所述车辆大致向上方向的物体；通过处理器将所述物体与地图数据库的信息相关联，从而产生相关性；以及通过所述处理器基于所述相关性确定所述车辆的地理位置。
2.按权利要求1的方法，还包括如下步骤:将所述传感器沿着从所述车辆大致向上的方向瞄准；其中检测所述物体的步骤包括在所述车辆行驶时通过所述传感器检测所述物体的步骤。
3.按权利要求2的方法，其中:瞄准所述传感器的步骤包括将所述传感器相对于所述车辆行驶方向大致90度地瞄准的步骤；并且检测所述物体的步骤包括在所述车辆行驶时通过所述传感器检测所述物体的步骤。
4.按权利要求1的方法，其中将所述物体与地图数据库的信息相关联的步骤包括如下步骤:在所述地图数据库上标记所述车辆正行驶的地理区域；和在所述地图数据库上的所述地理区域内标记所述物体。
5.按权利要求1的方法，还包括如下步骤:存储有关所述物体的信息，以便用在所述车辆的后来的驾驶循环中。
6.按权利要求1的方法，还包括如下步骤:通过通信系统获得所述车辆的位置的第一指示，其中:关联所述物体的步骤包括识别在所述地图数据库上在所述第一指示的最近处的所述物体，从而产生所述物体的标记；和确定所述地理位置的步骤包括基于所述物体的标记确定所述车辆的位置的第二指示。
7.按权利要求6的方法，还包括如下步骤:从一个或多个车辆传感器获得有关所述车辆的操作的数据；在检测所述物体之后使用所述数据确定所述车辆的移动的测量；和基于所述第二指示和所述移动测量确定所述车辆的地理位置的第三指示。
8.一种用于定位车辆的系统，所述方法包括如下步骤:构造成在所述车辆行驶时检测布置在所述车辆大致向上方向的物体的传感器；和联接至所述传感器的处理器，其构造成:将所述物体与地图数据库的信息相关联，从而产生相关性；以及基于所述相关性确定所述车辆的地理位置。
9.按权利要求8的系统，还包括:构造成存储所述地图数据库和有关所述物体的信息的内存。
10.一种车辆，包括:车身；布置在所述车身内的传动系统；和布置在所述车身内的定位系统，所述定位系统包括:构造成在所述车辆行驶时检测布置在所述车辆大致向上方向的物体的传感器；和联接至所述传感器的处理器，其构造成:将所述物体与地图数据库的信息相关联，从而产生相关性；以及基于所述相关性确定所述车辆的地理位置。
全文摘要
本发明涉及车辆定位。提供了用于定位车辆的方法、系统和车辆。传感器构造成在所述车辆行驶时检测布置在所述车辆大致向上方向的物体。处理器联接至所述传感器。所述处理器构造成将所述物体与地图数据库的信息相关联，从而产生相关性，并基于所述相关性确定所述车辆的地理位置。
文档编号G01C21/28GK103090874SQ201210416298
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月26日 优先权日2011年10月28日
发明者J.N.尼科劳乌, D.甘地, D.费尔德曼 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
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