[發明專利]一種提高手機慣性導航性能的方法

有效

• 申請號: 201710194760.4
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106840156B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 劉川川
• 申請（專利權）人: 千尋位置網絡有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C25/00
• 代理公司: 上海市海華永泰律師事務所 31302
• 代理人: 阮紅斌

本發明涉及一種提高手機慣性導航性能的方法，包括以下步驟：云端服務器計算出目標車輛本次的近似速度，播發給用戶手機端；進行質量控制；判斷推算的距離是否達到了隧道長度，如果是進行位置鎖定；如果不是用戶手機端利用卡爾曼濾波器計算得到誤差，并對手機慣性導航進行修正，用戶手機端輸出目標車輛位置。本發明實現在線速度修正，并與地圖匹配一起使用來提升手機慣性導航在隧道內的定位精度；實現手機非導航模式下的隧道定位，有效降低位置誤差。

技術領域

本發明涉及一種車載定位系統定位方法，尤其涉及一種提高手機慣性導航性能的方法。

背景技術

手機慣性導航技術可以幫助手機在衛星信號丟失的環境中(比如隧道、地下車庫)繼續定位，提升手機定位的有效率，該技術主要利用手機內置MEMS傳感器(三軸陀螺儀、三軸加速度計)，通過捷聯慣性導航的方式與GPS(Global Positioning System，全球定位系統)定位進行松耦合，可以實現手機定位的無縫連接。由于傳感器的器件本身存在誤差，該誤差會在衛星信號丟失的時間內不斷的積累，使手機慣性導航的精度隨著時間的增加而不斷發散，目前提升手機慣性導航定位精度的方法主要有：里程計輔助、磁強計輔助、圖像輔助等。但沒有利用云端服務器計算出的車輛速度來提升手機慣性導航定位精度。

也有根據利用在線地圖手機導航模式下隧道內進行定位，導航模式下隧道定位的技術原理主要是通過地圖匹配和已經規劃好的路線，還有進口隧道的速度，根據最簡單的航位推算技術即用地圖的航向信息和車輛進口隧道的速度信息進行二維的位置遞推，從而實現隧道定位。但需要手機處于導航模式下，且事先要在手機上規劃好路線。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種提高手機慣性導航性能的方法，包括以下步驟：

S1：云端服務器根據以往數據得到目標車輛經過隧道的速度模型以及隧道的長度，并計算出目標車輛本次經過同一個隧道的近似速度，云端服務器將近似速度和隧道長度通過互聯網播發給用戶手機端；

S2：用戶手機端收到云端服務器播發的近似速度和隧道長度，進行質量控制，如果近似速度不滿足質量控制，則返回步驟S1；

S3：判斷用戶手機端慣性導航推算的距離是否達到了隧道長度，如果是則執行步驟S5，如果不是則執行步驟S4；

S4：用戶手機端利用卡爾曼濾波器計算得到誤差，并對手機慣性導航進行修正，并跳轉至步驟S6；

S5：進行位置鎖定，并將定位點鎖定在隧道口，直到目標車輛再次接收到GPS信號；

S6：用戶手機端輸出目標車輛位置。

按如下判斷規則進行質量控制：

V_b/x＜V_a＜V_b·X＜k；

其中V_a表示云端服務器播發的近似速度，v_b表示目標車輛進隧道口的速度，x表示經驗值系數，取值為3～5，k表示最大的限速，范圍為180km/h～200km/h。

步驟S4包括以下步驟：

S41：進行卡爾曼濾波器計算，根據手機慣性導航推算的位置和地圖匹配的位置之間的位置差，估計出手機慣性導航的位置誤差，并按位置誤差對手機慣性導航進行反饋修正；

S42：進行卡爾曼濾波器計算，利用云端服務器播發的近似速度與手機慣性導航推算的速度之間的差值估計出慣性導航的速度誤差，并按速度誤差對手機慣性導航進行反饋修正；

S43：進行卡爾曼濾波器計算，利用GPS給出的位置和速度與手機慣性導航推算的位置和速度之間的差值，估計手機出慣性導航的位置誤差、速度誤差、姿態誤差、陀螺零偏誤差、加速度計零偏誤差，對手機慣性導航進行反饋修正。