[發(fā)明專利]一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的高架橋路段識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111326382.3
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114065497A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史秀紡;甘帥;張文安;劉浩淼;沈林強(qiáng);付明磊;楊旭升
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06F119/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵

一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的高架橋路段識別方法，包括：(1)將智能手機(jī)固定于行駛中的車輛中；(2)收集當(dāng)前位置傳感器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括當(dāng)前車輛的線性加速度信息和GNSS信息；(3)計算當(dāng)前時刻所接收到衛(wèi)星數(shù)量相對于前N個位置的方差，作為區(qū)分車輛是否在高架橋上的一個特征；(4)將步驟(2)接收到的線性加速度與閾值l_s1和閾值l_s2進(jìn)行比較分類；將步驟(2)接收到的GNSS信息中速度與閾值υ_s進(jìn)行比較分類；將步驟(3)中得到的方差與閾值d_s進(jìn)行比較分類；(5)將分類后的數(shù)據(jù)輸入構(gòu)建好的決策樹模型進(jìn)行識別，輸出車輛當(dāng)前位置。本發(fā)明在使用時能夠有效區(qū)分車輛位于高架橋上還是高架橋下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航定位領(lǐng)域，具體涉及一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的高架橋路段識別方法。

背景技術(shù)

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)在車輛導(dǎo)航、智慧交通系統(tǒng)以及測繪工作等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。通過GNSS，導(dǎo)航系統(tǒng)可以為司機(jī)提供規(guī)劃的行駛路徑和實時導(dǎo)航，給人們帶來了極大的便利。

但是導(dǎo)航衛(wèi)星使用的電磁波經(jīng)過長距離傳輸，并且受到對流層、電離層和城市區(qū)域的高樓、高架橋等影響，使得其會產(chǎn)生幾十米甚至幾百米的誤差。由于導(dǎo)航衛(wèi)星在仰角方向分布有限，所以其垂直精度相較于水平精度會有更大誤差，尤其在高架橋下這樣上空遮擋嚴(yán)重的區(qū)域，其垂直精度會進(jìn)一步被限制。

隨著城市的快速發(fā)展，為了緩解市民出行的交通壓力，大量的高架橋被建立起來。但使用GNSS導(dǎo)航經(jīng)過高架橋區(qū)域時，有時會無法區(qū)分車輛位于高架橋上還是橋下，可能會對司機(jī)的出行和安全帶來一定威脅。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的高架橋路段識別方法。

基于高架橋和地面道路的路況不同，車輛產(chǎn)生的震動、速度和所接收衛(wèi)星數(shù)量穩(wěn)定性會有所不同，對所述三個特征進(jìn)行分析可以確定車輛行駛于高架上還是高架下。

本發(fā)明使用手機(jī)加速度傳感器和手機(jī)GNSS接收器；由于高架道路與地面道路路況的不同，所以車輛在兩種路面行駛時的速度，車輛震動以及可接收到的衛(wèi)星數(shù)量會有所不同，本發(fā)明基于以上三個特征對車輛是否行駛于高架進(jìn)行預(yù)測；主要步驟是對放置于車輛中的手機(jī)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集，然后進(jìn)行特征提取，輸入決策樹模型計算從而得出對車輛是否行駛于高架橋上進(jìn)行預(yù)測。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的高架橋路段識別方法，包括如下步驟：

(1)將智能手機(jī)固定于行駛中的車輛中，確保手機(jī)不會隨著車輛顛簸發(fā)生滑動；

(2)收集當(dāng)前時刻手機(jī)傳感器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括當(dāng)前車輛的線性加速度信息和GNSS信息；所述GNSS信息包括車輛速度信息和當(dāng)前接收到的衛(wèi)星數(shù)量信息；

(3)計算當(dāng)前時刻所接收到衛(wèi)星數(shù)量相對于前N個位置的方差，作為區(qū)分車輛是否在高架橋上的一個特征；

(4)將步驟(2)接收到的線性加速度與閾值ls1和閾值ls2進(jìn)行比較分類；將步驟(2)接收到的GNSS中速度與閾值vs進(jìn)行比較分類；將步驟(3)中得到的方差與閾值ds進(jìn)行比較分類；

(5)將分類后的數(shù)據(jù)輸入構(gòu)建好的決策樹模型進(jìn)行識別，輸出車輛當(dāng)前位置。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)計算當(dāng)前時刻所接收到衛(wèi)星數(shù)量相對于前N個位置的方差的步驟如下：

(3.1)傳感器獲得的初始接收的衛(wèi)星數(shù)量到當(dāng)前位置接收的衛(wèi)星數(shù)量序列為[o₁，o₂，o₃，…，o_t]；

(3.2)若當(dāng)前位置t＜N，計算當(dāng)前位置方差：