[發明專利]車輛組合導航在山洞內的地圖匹配系統及其誤差修正方法

在審

• 申請號: 201811565412.4
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109631918A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 丁壘;朱欣華
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01C21/32
• 分類號: G01C21/32
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

本發明公開了一種車輛組合導航在山洞內的地圖匹配系統及其誤差修正方法，包括：山洞地圖數據庫，以及地圖匹配單元。地圖匹配單元包括數據接收單元、數據解算單元、數據匹配單元、數據融合單元、數據輸出單元、數據存儲單元、數據顯示單元；地圖數據庫包括第1總表以及若干個的子表。數據接收單元接收組合導航的數據，數據解算單元進行解算，數據匹配單元完成組合導航與地圖數據庫的匹配、對組合導航輸出的位置信息進行誤差修正，最后數據融合單元對數據進行融合后進行輸出、存儲和顯示。從而解決車載導航在山洞和隧道里失去GPS信號的情況下，位置信息精度差的問題。采用兩層嵌套結構的匹配算法具有實時性好、精度高、成本低等優點。

技術領域

本發明屬于車載導航領域，具體涉及一種車輛組合導航在山洞內的地圖匹配系統及其誤差修正方法。

背景技術

在人類文明的發展歷程種，導航系統的研究和發展已有相當長的歷史，古時候人們通過觀測天象判斷位置方向，后來發明了指南針，我國關于指南針的傳說可以追溯到炎黃時期。隨著科技的進步，人們對位置信息的需求越來越大；20世紀70年代，美國的全球定位系統(GPS)和前蘇聯的GLONAAS的建立，標志著導航定位技術逐步走向成熟。

隨著科技的進步出現了許多新的車輛導航技術比如組合導航。組合導航主要是將GPS和慣性導航相結合的導航技術，由慣性導航（INS）提供多種導航參數，全姿態位置參數，由GPS提供經緯度等信息；INS/GPS組合導航系統能有效利用INS短時的精度保持特性，以及GPS長時的精度保持特性，其輸出信息特性均優于INS和GPS作為單一系統的導航特性。然而不論是哪種定位技術都有其無法克服的局限性，當車輛進入隧道、山洞等遮擋嚴重的環境下，GPS收不到衛星信號，就失去了作用，在一定距離內可以使用慣導提供經緯度信息進行導航；但隨著車輛行駛距離增加，慣導提供的經緯度誤差也逐漸增加，這種情況下就需要一種技術對車輛導航系統進行誤差修正以獲得車輛準確的位置信息。

發明內容

本發明的目的在于提供一種車輛組合導航在山洞內的地圖匹配系統及其誤差修正方法，車載導航在山洞和隧道里失去GPS信號的情況下，位置信息精度差、更新不及時的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種車輛組合導航的地圖匹配系統，包括地圖匹配單元和地圖數據庫，地圖匹配單元包括數據接收單元、數據解算單元、數據匹配單元、數據融合單元、數據輸出單元、數據存儲單元和數據顯示單元；。

數據接收單元、數據解算單元和數據匹配單元依次串聯，數據融合單元分別與數據解算單元、數據匹配單元、數據輸出單元、數據存儲單元和數據顯示單元連接，數據匹配單元匹配地圖數據庫信息，地圖數據庫預存山洞內車輛行駛道路的經緯度標準值。

地圖數據庫包括第1總表以及若干個的子表，第1總表存儲所有山洞的進出口位置經緯度，一個子表對應存儲一個山洞內行駛路線的經緯度。

一種基于車輛組合導航的地圖匹配系統的誤差修正方法，方法步驟如下：

步驟1、數據接收單元接收來自組合導航器件的導航數據，根據與組合導航器件的握手協議進行數據解密接收，排除錯誤數據包，數據接收單元一邊接收數據一邊將數據傳輸到數據解算單元，其中接收的導航數據包括時間、經度、緯度、速度、衛星數、航向；

步驟2、數據解算單元將組合導航器件傳輸過來的數據進行解碼，重新編碼，即將二進制轉換為十進制；解算出時間、經度、緯度、速度、衛星數、航向數據；

步驟3、判斷衛星數是否小于等于設定的閾值0，即判斷車輛是否進入山洞，當車輛進入山洞/隧道后，組合導航的GPS接收機收不到衛星信號，衛星數不超過0激活數據匹配單元，將經緯度傳入數據匹配單元中進行地圖匹配，轉入步驟4；如果衛星數大于閾值0，將數據傳入數據融合單元，轉入步驟5；

步驟4、當進入數據匹配單元后，衛星數從0到大于0的過程，為車輛在同一個山洞內行駛，當衛星數大于0時，即車輛駛出了山洞；