[發明專利]一種基于多信息源的加權地圖匹配方法

有效

• 申請號: 201210052420.5
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102607575A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 李亮;趙琳;黃攀;婁上月;郝勇;高帥和
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01C21/30
• 分類號: G01C21/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于多信息源的加權地圖匹配方法，其特征是：通過擴展Kalman濾波在觀測量域融合來自GPS的偽距觀測量、DR輸出的速度觀測量v和航向角觀測量θ，實現緊組合導航系統的信息融合，從而獲取定位解，利用該定位結果和地圖數據進行地圖匹配：

(1)搜索備選路徑：

定位結果在當地坐標系下水平面內的不確定性表示為

σE2=P11,]]>

σN2=P22,]]>

東向定位誤差和北向定位誤差的相關性σ_EN＝P₁₂，因此平面定位誤差區域將構成一個橢圓區域，其中P代表Kalman濾波過程中的狀態預測協方差矩陣，A_ij代表矩陣A的第i行第j列個元素，采用正方形搜索區域代替橢圓搜索區域，矩陣的中心點為定位點(x₀，y₀)，正方形搜索區域邊長為2a，其中a為橢圓區域的長半軸：

a=12(σE2+σN2+(σE2-σN2)2+4σEN2),]]>

設路徑在當地坐標系內的坐標最值分別為min_x，min_y，max_x，max_y，如下式成立，則判定該路徑為備選路徑，否則，該路徑不是備選路徑：(min_x≤x₀+a)&(max_x≥x₀-a)&(min_y≤y₀+a)&(max_y≥y₀-a)；

(2)選擇正確備選路徑：

加權函數F取為：

F_i＝f_c(w_pf_p+w_hf_h)

式中i為備選路徑的條數，連接性函數f_c表征上一個歷元的載體行駛的路徑與備選路徑的連接性，投影距離差函數f_p表征定位點到備選路徑投影點的距離，航向誤差函數f_h表征了載體實際行駛方向與備選路徑方向的一致性，w_p和w_h為對應投影距離差和航向誤差的加權系數，滿足w_p+w_h＝1，三種函數分別表示為：

f_h＝cosΔθ

式中Δd為原始定位點到備選路徑投影點的距離，Δθ為載體航向角與路徑實際可行使方向的角度差，TH為定位誤差最大值，取TH＝6a，w_p的選取為：

w_h＝1-w_p

式中C為新息協方差矩陣，Q代表系統過程噪聲方差矩陣，R為觀測噪聲方差矩陣[1，2]，A_ii代表矩陣A的第i個對角線元素，C_θ為C中對應航向角的對角線元素，選取使得F_i最大的備選路徑為正確路徑；

(3)采用垂直投影的方法進行定位點到步驟(2)所選擇路徑上的投影，從而完成地圖匹配。