[發(fā)明專利]北斗增強慣導(dǎo)高效融合車道級定位工作方法及系統(tǒng)裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711253618.9 | 申請日： | 2017-12-02 |
| 公開（公告）號： | CN108168544B | 公開（公告）日： | 2022-01-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 邢建平;李程帥;董沛鑫 | 申請（專利權(quán)）人： | 山東大學(xué);賽爾網(wǎng)絡(luò)有限公司 |
| 主分類號： | G01C21/16 | 分類號： | G01C21/16;G01C21/20;G01C21/34;G01S19/47 |
| 代理公司： | 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219 | 代理人： | 呂利敏 |
| 地址： | 250199 山*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 北斗 增強 高效 融合 車道 定位 工作 方法 系統(tǒng) 裝置 | ||
一種北斗增強慣導(dǎo)高效融合車道級定位工作方法，包括如下步驟：1)通過北斗接收機進行北斗衛(wèi)星信號的導(dǎo)航捕獲與跟蹤、解調(diào)出衛(wèi)星導(dǎo)航電文、獲取偽距和載波相位的測量值；中央處理器進行北斗格網(wǎng)差分定位；2)慣性傳感器根據(jù)步驟1)所述測量值獲得車輛運動狀態(tài)；3)通過中央處理器對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與北斗定位系統(tǒng)進行組合導(dǎo)航。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)北斗電磁波信號在諸如隧道、橋下等自然障礙物遮擋而中斷或削弱，及各種電磁波無意或故意的電磁波干擾、阻塞的情況下仍能對車輛進行車道級精準(zhǔn)定位的目標(biāo)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種北斗增強慣導(dǎo)高效融合車道級定位工作方法及系統(tǒng)裝置，屬于高精度定位智能交通的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隨著我國城市規(guī)模不斷擴大，人口在城市中大量聚集，機動車數(shù)量快速增長，車路矛盾日益嚴(yán)重，帶來了嚴(yán)重的交通擁堵問題。然而現(xiàn)如今我國對于交通擁堵激勵治堵還缺乏一個系統(tǒng)、科學(xué)、前瞻性的考慮，智能交通系統(tǒng)與交通治堵方法還遠遠不夠完善。因此，基于北斗的高效融合車道級定位工作方法及系統(tǒng)裝置的發(fā)展勢在必行。現(xiàn)如今利用慣導(dǎo)系統(tǒng)(INS)與北斗定位系統(tǒng)功能特點上的互補性，通過二者組合導(dǎo)航尚可實現(xiàn)車道級定位，然而，當(dāng)北斗電磁波信號處于諸如隧道、橋下等自然障礙物遮擋而中斷或削弱，及各種電磁波無意或故意的電磁波干擾、阻塞的情況下時，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的測量誤差會隨著時間的推移而積累成越來越大的定位誤差,現(xiàn)有技術(shù)又很難實現(xiàn)擁堵路況下高效的車輛變更車道狀態(tài)檢測。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種北斗增強慣導(dǎo)高效融合車道級定位工作方法。
本發(fā)明又提供一種實現(xiàn)上述工作方法的系統(tǒng)裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種北斗增強慣導(dǎo)高效融合車道級定位工作方法，包括如下步驟：
1)通過北斗接收機進行北斗衛(wèi)星信號的導(dǎo)航捕獲與跟蹤、解調(diào)出衛(wèi)星導(dǎo)航電文、獲取偽距和載波相位的測量值；中央處理器進行北斗格網(wǎng)差分定位；
2)慣性傳感器根據(jù)步驟1)所述測量值獲得車輛運動狀態(tài)；
3)通過中央處理器對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與北斗定位系統(tǒng)進行組合導(dǎo)航；
4)通過中央處理器分析圖像，實現(xiàn)道路標(biāo)線的識別；
5)由中央處理器對所檢測出的圖像中的直線進行卡爾曼濾波道路標(biāo)線跟蹤，根據(jù)道路標(biāo)線變化情況判斷車輛是否變更車道以及車輛變更車道的狀態(tài)：
當(dāng)識別出的道路標(biāo)線中跟蹤傾角為30-90°之間時，判斷車輛是變更車道狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟2)慣性傳感器根據(jù)步驟1)所述測量值獲得車輛運動狀態(tài)之間的微分方程式如式(I)：
在式(I)中，車輛運動狀態(tài)包括導(dǎo)航坐標(biāo)系中的東向位置坐標(biāo)e、北向位置坐標(biāo)n、東向速度ve和航偏角ax和ay為機體坐標(biāo)系中的加速度傳感器測量值，為航偏角旋轉(zhuǎn)角速度傳感器測量值。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟3)中，所述組合導(dǎo)航的方法如下：
將北斗和INS兩個導(dǎo)航系統(tǒng)在車輛位置、速度和姿態(tài)角用卡爾曼濾波器組合起來。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述用卡爾曼濾波器組合起來的算法為：
車輛在單位時間內(nèi)的行駛距離如公式(II)：
車輛的運動方向如公式(III)：
Δgps的測量誤差方差值如公式(IV)：
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