CN102175254B - 导航定位纠偏方法和装置,定位导航系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法和装置,以及,一种定位导航系统,所述方法包括:接收所述全球定位系统获取的当前定位点;选择权值因子最高的道路作为当前定位点的匹配道路,确定所述权值因子的参数包括当前行进方向与所述道路的方向符合程度和当前定位点与所述道路的接近程度;将所述当前定位点到所述匹配道路的投影点作为当前定位点的地图匹配点。本发明通过计算当前行进方向与道路方向的符合程度、与各道路的接近程度等,向匹配程度最高的道路进行投影,得到地图上的准确匹配点,与现有仅依靠距离进行匹配的方法相比,具有更高的精度和适应性,可解决车辆转弯、多交叉路口选择、主辅路选择等复杂情况下的定位问题。
Description
技术领域
本发明涉及全球定位导航技术领域,特别是涉及一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法和装置,以及,一种定位导航系统。
背景技术
近几年,定位导航系统,特别是车载导航系统应用越来越广泛,基于全球定位系统(Global Position System,GPS)定位的导航系统几乎成了豪华轿车的标准配置。对于车载导航系统来说,车辆定位导航的基础和核心,但现有车载导航系统一般只采用GPS定位,然后将定位点向匹配道路做投影取垂足,作为地图的匹配点。由于GPS定位误差比较大,当道路情况比较复杂时,如出现道路交叉、主辅路并存或多条道路并行、道路拐弯、车辆掉头等情况时,往往会出现无法与地图精确匹配、匹配不稳定或出现匹配错误的情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法,可解决现有技术因GPS定位精度低,无法准确地与地图进行精确匹配的问题。
本发明还提供了一种基于全球定位系统的导航定位纠偏装置以及一种定位导航系统,以保证上述方法在实际中的应用。
为了解决上述问题,本发明公开了一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法,包括:接收所述全球定位系统获取的当前定位点;选择权值因子TWS最高的道路作为所述当前定位点的匹配道路;确定所述权值因子TWS的参数包括当前行进方向与所述道路的方向符合程度WSH,所述当前定位点与所述道路的距离接近程度WSD和角度接近程度WSP,其中,TWS=WSH+(WSD+WSP);将所述当前定位点到所述匹配道路的投影点作为当前定位点的地图匹配点;其中所述当前行进方向与所述道路的方向符合程度WSH由所述当前行进方向与所述道路方向的夹角β确定,计算公式如下:
WSH=AHcos(β′)
上述公式中,AH为预设的方向符合程度权值系数;
当-180°≤β≤180°时,β′=β;
当β>180°时,β′=360°-β;
当β<-180°时,β′=360°+β
所述距离接近程度WSD由下列公式确定:
WSD=AD/D
其中,AD为预设的距离接近程度权值系数,D表示所述当前定位点到当前道路的距离,
上述公式中,x3和y3分别是当前定位点的横坐标和纵坐标,x1和x2分别是当前道路上任意选取的二个点A、B的横坐标,y1和y2分别是所述A、B两点的纵坐标;
所述角度接近程度WSP由下列公式确定:
WSP=AP cos(α)
其中,Ap为预设的角度接近程度权值系数,α为所述道路与当前定位点P和路口节点C所组成线段CP的夹角。
优选的,所述预设的方向符合程度权值系数AH的值为3~5;所述预设的距离接近程度权值系数AD的值为2~5;所述预设的角度接近程度权值系数AP=10-AH-AD。
优选的,在接收所述全球定位系统获取的当前定位点步骤之后还包括判断包括所述当前定位点在内的连续3个定位点两两之间的距离是否小于预设的定位误差容限,若是,则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点。
优选的,在接收所述全球定位系统获取的当前定位点步骤之后还包括若所述当前定位点与上一定位点的距离大于上一定位点的速度在单位时间内行走距离的3倍,则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点。
优选的,若全球定位系统无法获得当前定位点,则将上一定位点的地图匹配点作为当前地图匹配点。
依据本发明的另一优选实施例,还公开了一种基于全球定位系统的导航定位纠偏装置,包括定位点接收单元,道路匹配单元,地图匹配单元,方向符合程度计算单元,距离接近程度计算单元和角度接近程度计算单元,其中:
所述定位点接收单元用于接收所述全球定位系统获取的当前定位点
所述道路匹配单元用下述公式计算权值因子TWS,并选择权值因子TWS最高的道路作为所述定位点接收单元接收的当前定位点的匹配道路;
TWS=WSH+(WSD+WSP)
其中,WSH表示当前行进方向与所述道路的方向符合程度,WSD和WSP分别表示所述当前定位点与所述道路的距离接近程度和角度接近程度;
所述地图匹配单元用于确定所述当前定位点到所述道路匹配单元选定的匹配道路的投影点,并将该投影点作为所述当前定位点的地图匹配点;
所述方向符合程度计算单元用于计算当前行进方向与所述道路的方向符合程度WSH,计算公式如下:
WSH=AHcos(β′)
上述公式中,AH为预设的方向符合程度权值系数;β为所述当前行进方向与所述道路方向的夹角;当-180°≤β≤180°时,β′=β;当β>180°时,β′=360°-β;当β<-180°时,β′=360°+β;
所述距离接近程度计算单元用于计算当前定位点与所述道路的距离接近程度WSD,计算公式如下:
WSD=AD/D
上述公式中,AD为预设的距离接近程度权值系数,D表示所述当前定位点到当前道路的距离,x3和y3分别是当前定位点的横坐标和纵坐标,x1和x2分别是当前道路上任意选取的二个点A、B的横坐标,y1和y2分别是所述A、B两点的纵坐标;
所述角度接近程度计算单元用于计算当前定位点与所述道路的角度接近程度WSP,计算公式如下:
WSP=AP cos(α)
其中,Ap为预设的角度接近程度权值系数,α为所述道路与当前定位点P和路口节点C所组成线段CP的夹角。
优选的,所述装置还包括异常情况处理单元,所述异常情况处理单元具体包括低速处理子单元、漂移处理子单元和遮挡处理子单元,其中:所述低速处理子单元用于判断包括所述当前定位点在内的连续3个定位点两两之间的距离是否小于预设的定位误差容限,若是,则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点;所述漂移处理子单元用于判断所述当前定位点与上一定位点的距离是否大于上一定位点的速度在单位时间内行走距离的3倍,若是,则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点所述遮挡处理子单元用于判断所述定位点接收单元是否能够从全球定位系统获得当前定位点,若否,则将上一定位点的地图匹配点作为当前地图匹配点。
依据本发明的还一优选实施例,公开了一种定位导航系统,包括全球定位获取装置、导航装置和上述导航定位纠偏装置,所述导航定位纠偏装置接收所述全球定位获取装置获得的当前定位点,生成该当前定位点的地图匹配点,传递至所述导航装置。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明优选实施例中,通过计算当前航向与道路方向的符合程度、与各道路的接近程度等,可迅速向匹配程度最高的道路进行投影,得到地图上的准确匹配点,与现有仅依靠距离进行匹配的方法相比,具有更高的精度和适应性,可解决车辆转弯、多交叉路口选择、主辅路选择等复杂情况下的定位问题;尤其是在GPS定位误差比较大的情况下,依然能正确地识别当前所在的道路,具有较高的抗干扰能力,可解决现有技术定位精度低,无法准确地与地图进行匹配或匹配效率很低的问题。
在本发明进一步的优选实施例中,还增加了对异常情况处理的策略:通过将上一定位点的地图匹配点作为连续3个定位点之间的距离小于预设的定位误差容限的当前定位点的地图匹配点,可解决车辆低速或静止时,因GPS定位点随机跳跃而无法与地图匹配的问题;利用车辆的机动加速特性,若当前定位点与上一定位点的距离大于上一定位点的速度在单位时间内行走距离的3倍,则将上一定位点的地图匹配点作为当前地图匹配点,可解决GPS定位信号漂移时的定位问题;另外,当无法获得GPS定位点时,将上一定位点的地图匹配点作为当前地图匹配点,可解决GPS信号被“遮挡”时的定位问题。
附图说明
图1是本发明导航定位纠偏方法第一实施例流程图;
图2-1是行进方向与道路的夹角关系示意图;
图2-2是定位点与道路的距离关系示意图;
图2-3是定位点和路口节点形成的线段与道路的夹角关系示意图;
图3是本发明导航定位纠偏方法第二实施例流程图;
图4是本发明导航定位纠偏装置一实施例的结构框图;
图5是本发明定位导航系统一实施例的结构框图;
图6-1是采用图5所示的导航定位系统长距离连续路测的导航轨迹示意图;
图6-2是采用图5所示的导航定位系统进行路口纠偏时GPS定位点和纠偏点对比示意图;
图6-3是采用图5所示的导航定位系统进行主辅路纠偏时GPS定位点和纠偏点对比示意图;
图6-4是采用图5所示的导航定位系统进行上下行分离道路纠偏时GPS定位点和纠偏点对比示意图;
图6-5是采用图5所示的导航定位系统对GPS漂移情况的处理结果示意图;
图6-6是采用图5所示的导航定位系统法对定位信号中断情况的处理结果示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1,示出了本发明基于全球定位系统的导航定位纠偏方法第一实施例的流程,具体包括以下步骤:
步骤S101:接收全球定位系统获取的当前定位点;
步骤S102:选择权值因子TWS最高的道路作为当前定位点的匹配道路
本优选实施例采用一种混合的权值因子TWS作为选择道路的依据,主要考虑当前行进方向与各道路的方向符合程度WSH,当前定位点与各道路的接近程度(WSD+WSP),其中,TWS=WSH+(WSD+WSP);
步骤S103:将当前定位点到上述匹配道路的投影点作为当前定位点的地图匹配点。
上述步骤中,混合权值因子TWS最大的道路,即为最优匹配道路,各权值因子的计算方法如下:
(1)当前行进方向和道路方向的符合程度WSH可采用下述公式计算
WSH=AHcos(β′)
上述公式中,
AH为预设的方向符合程度权值系数,其权值范围一般为3~5;
β为当前行进方向与各道路方向的夹角;当-180°≤β≤180°时,β′=β;当β>180°时,β′=360°-β;当β<-180°时,β′=360°+β。
从上述公式不难看出,如果某条道路的WSH值越大,则车辆航向(当前行进方向)和该道路方向越接近。
当前行进方向与各道路方向的夹角β可以采用下述方法获得:参照图2-1,P1,P2,P3为车辆之前按先后顺序获取的定位点,P4为当前定位点;车辆离开道路1,备选匹配道路包括道路2、道路3和道路4。
这里,β1为当前车辆航向角(即车向和正北方向的夹角),β2为道路方向和正北方向的夹角,当前行进方向与道路方向的夹角β=β1-β2。在图2-1中,道路2,道路3和道路4的方向和正北方向的夹角分别是0°、90°和180°。
(2)车辆(当前定位点)和各道路的接近程度。
这里从距离和角度两个方面,构造了两个权值WSD和WSP来更全面准确地反映车辆和各道路的接近程度。
参照图3-2,P为当前定位点,A(x1,y1)和B(x2,y2)为道路上的任意二点,C(x,y)为P(x3,y3)在该道路上的匹配点,P到AB的距离D可用下述公式计算:
当前定位点到各道路的接近程度WSD=AD/D,其中AD为预设的距离接近程度权值系数,范围为2~5;该WSD值越大,定位点和对象道路的距离越近。
如图2-3所示,C为路口节点,P为当前定位点,α表示某条道路到线段CP的角度,则有:
WSP=AP cos(α)
其中Ap为预设的角度接近程度权值系数,且AP=10-AH-AD。该WSP值越大,定位点和对象道路越接近。WSP考虑了定位点、路口和道路线段的空间关系,在WSD的基础上,可进一步地反映车辆和道路的接近程度。
以图2-3所示的情况为例,定位点P与道路1和3的距离接近程度相等,即WSD(1)=WSD(3),但WSP(1)<0<WSP(3),因此,(WSD(1)+WSP(1))<(WSD(3)+WSP(3)),即与道路1相比,定位点P更接近于道路3。
因此,(WSD+WSP)全面准确地反映了定位点P和各道路的接近程度。
由于混合匹配因子TWS充分考虑了车辆位置、车辆航向和道路,路口的空间关系,因此其匹配算法相对于依靠距离或方向等传统的匹配方法,具有更高的精度和适应性;尤其是在定位误差比较大的情况下,其依然能正确地识别车辆所在的道路,具有较高的抗干扰能力。
参照图3,示出了本发明基于全球定位系统的导航定位纠偏方法第二实施例的流程,在本优选实施例中,除第一实施例包括的获取GPS定位点、选择匹配道路和确定地图匹配点外,还包括异常情况处理步骤,具体包括:
步骤S301:接收全球定位系统获取的当前定位点;
步骤S302:判断当前定位点是否接收成功?若是,转步骤S303;否则,转步骤S305;
在系统无法定位时(如GPS信号被“遮挡”),直接利用之前有效的匹配点作为即时匹配点。
步骤S303:判断是否为定位信号漂移?若是,转步骤S305;否则,转步骤S304;
考虑到车辆的机动加速特性,本优选实施例采用下述方法判断定位信号是否出现漂移:如果当前定位点和前一定位点的距离大于前一定位点时速度的3倍(即当前定位点与上一定位点的距离,大于以上一个定位点的速度行使时在单位时间内行走距离的3倍),则认为定位信号“漂移”,此时,保持最后有效的匹配点作为即时的匹配点。
步骤S304:判断是否为车辆静止或低速情况?若是,转步骤S305;否则,转步骤S306;
在车辆静止或极低速时,GPS定位点会不断地随机跳跃,此时保持最后静止的匹配点作为每一静止时刻的匹配点。本优选实施例判断车辆静止或极低速的方法是:若连续3个定位点两两之间的距离小于定位误差容限,即认为车辆静止了;当连续三个定位点两两之间的距离大于定位误差容限时,即可确认车辆开始运动。
步骤S305:将上一匹配点作为当前定位点的地图匹配点;转步骤S301循环下一定位点的匹配流程;
步骤S306:计算各道路的权值因子TWS;
其中,TWS=WSH+(WSD+WSP)
上述公式中,WSH表示当前行进方向与各道路的方向符合程度,WSD和WSP分别表示当前定位点与各道路的距离接近程度和角度接近程度;
步骤S307:选择权值因子TWS最高的道路作为当前定位点的匹配道路;
步骤S308:将所述当前定位点到所述匹配道路的投影点作为当前定位点的地图匹配点;然后转步骤S301循环下一定位点的匹配流程。
对于前述的各方法实施例,为了描述简单,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域的技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为根据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或同时执行。其次,本领域技术人员也应该知悉,上述方法实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
参照图4,示出了本发明基于全球定位系统的导航定位纠偏装置一实施例的结构框图,具体包括定位点接收单元31,道路匹配单元32和地图匹配单元33,其中:
定位点接收单元31用于接收所述全球定位系统获取的当前定位点;
道路匹配单元32用下述公式计算权值因子TWS,并选择权值因子TWS最高的道路作为定位点接收单元31接收的当前定位点的匹配道路;
TWS=WSH+(WSD+WSP)
其中,WSH表示当前行进方向与各道路的方向符合程度,WSD和WSP分别表示当前定位点与各道路的距离接近程度和角度接近程度;
地图匹配单元33用于确定当前定位点到道路匹配单元32选定的匹配道路的投影点,并将该投影点作为当前定位点的地图匹配点。
在本装置实施例的另一优选实施例中,还包括方向符合程度计算单元34,距离接近程度计算单元35,角度接近程度计算单元36和异常情况处理单元37,其中:
方向符合程度计算单元34用于计算当前行进方向与各道路的方向符合程度WSH,计算公式如下:
WSH=AHcos(β′)
上述公式中,AH为预设的方向符合程度权值系数;β为当前行进方向与各道路方向的夹角;当-180°≤β≤180°时,β′=β;当β>180°时,β′=360°-β;当β<-180°时,β′=360°+β。
距离接近程度计算单元35用于计算当前定位点与各道路的距离接近程度WSD,计算公式如下:
WSD=AD /D
上述公式中,AD为预设的距离接近程度权值系数,D表示所述当前定位点到当前道路的距离,x3和y3分别是当前定位点的横坐标和纵坐标,x1和x2分别是当前道路上任意选取的二个点A、B的横坐标,y1和y2分别是所述A、B两点的纵坐标;
角度接近程度计算单元36用于计算当前定位点与各道路的角度接近程度WSP,计算公式如下:
WSP=AP cos (α)
其中,Ap为预设的角度接近程度权值系数,α为所述道路与当前定位点P和路口节点C所组成线段CP的夹角。
异常情况处理单元37具体包括低速处理子单元37-1、漂移处理子单元37-2和遮挡处理子单元37-3,其中:
低速处理子单元37-1用于判断包括当前定位点在内的连续3个定位点两两之间的距离是否小于预设的定位误差容限,若是,则将上一定位点的地图匹配点(即最后保持有效的匹配点)作为当前定位点的地图匹配点;也就是说,当连续3个定位点两两之间的距离都大于定位误差容限时,认定载有该装置的车辆开始运动了。
漂移处理子单元37-2用于判断所述当前定位点与上一定位点的距离是否大于上一定位点的速度在单位时间内行走距离的3倍,若是,则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点;考虑车辆的随机加速特性,当前定位点与上一定位点距离大于上一定位点速度的3倍,认定定位信号发生了漂移,将最后保持有效的匹配点作为当前定位点的匹配点。
遮挡处理子单元37-3用于判断定位点接收单元31是否能够从全球定位系统获得当前定位点,若否,则将上一定位点的地图匹配点作为当前地图匹配点。当GPS无法获得定位点时(如GPS信号被遮挡的情况),将最后保持有效的匹配点作为当前匹配点。
参照图5,示出了本发明定位导航系统一实施例的结构框图,具体包括全球定位获取装置1,导航装置2和导航定位纠偏装置3,其中,导航定位纠偏装置3接收全球定位获取装置1获得的当前定位点,生成该当前定位点的地图匹配点,然后,传递至导航装置2。
导航定位纠偏装置3具体包括定位点接收单元31,道路匹配单元32和地图匹配单元33;在进一步的优选实施例中,导航定位纠偏装置3还可以包括方向符合程度计算单元34,距离接近程度计算单元35,角度接近程度计算单元36和异常情况处理单元37。
下面以HPiPAQ B21手持机作为导航装置2,以HOLUX GPSlim236作为全球定位获取装置1,说明本发明定位导航系统的实际路测导航及其纠偏情况。在后面的图示中,实心圆点表示全球定位获取装置1获得的GPS定位点,空心圆点表示导航定位纠偏装置3匹配后的点。
导航装置2(HPiPAQ B21手持机)的配置情况为:CPU为400MHz的ARM920T,内存为64MB SDRAM,操作系统为Windows Mobile5.0;全球定位获取装置1(HOLUX GPSlim236)的最低最终信号感度为-159dBW;导航定位纠偏装置3的相关权值系数设置为:AH=5,AD=3,AP=2。
如图6-1,示出了利用上述定位导航系统在北京地区进行长距离连续匹配测试的轨迹情况,该轨迹长度约120公里,图中的粗实线为定位匹配后的点连接而成,可以看出,在该比例尺下,匹配点串与实际道路基本符合。
对于包含有多交叉路口选择、拐弯、主辅路匹配、上下行线路分离等复杂情况的道路,本发明定位导航系统也能够精确定位。其中,图6-2示出了经过路口过程中GPS定位点串(图中的实心圆点)和匹配后的点串(图中的空心圆点)的对比情况,从图中可以看出,在拐弯情况下,匹配后的点串与实际行走线路基本相同,具有很高的匹配精度;图6-3和图6-4分别示出了主辅路分开(平行道路)和上下行线分离(单向道路)情况下,本发明定位导航系统的纠偏对比情况,可以看出,在定位误差比较大的情况下,本发明定位导航系统依然能够正确区分主辅路和上下行线分离道路。
另外,对于静止、定位信号中断等异常情况,本本发明定位导航系统也能够识别处置。参照图6-5,示出了车辆静止时,本发明定位导航系统的匹配处理效果;可以看到,在这一过程中,系统能够及时动态识别车辆的“由运动变静止”以及“由静止变运动”的状态。图6-6中,示出了定位信号中断后,本发明定位导航系统的处理情况;当定位信号中断后,匹配点为信号有效前的点,在定位信号恢复后,匹配过程立刻恢复正常。
上述纠偏匹配的总体情况如表1所示:
表1纠偏距离统计表
纠偏距离相关统计参数 | 结果 | |
1 | 纠偏案例总数Sum | 7962 |
2 | 最小纠偏距离dmin | 0.002523m |
3 | 最大纠偏距离dmax | 46.80149m |
4 | 均值Ed | 11.27663 |
5 | 方差Dd | 78.5708 |
6 | 绝对偏差均值msed | 7.328531 |
如果不考虑GPS漂移和失效等异常情况下的匹配处理,路测过程中,匹配案例共计7962次;定位点与匹配点的距离,即纠偏距离d(单位为m),可以理解为定位点和真实点的误差。
综合上述情况,可以看到,在定位信号不稳定,以及市内道路情况复杂等条件下,本发明定位导航系统依然能长时间保持准确和稳定的定位纠偏,而且其高精度并不是以一定的滞后时间为代价,具有非常好的实时性,是目前车辆定位中一种可进行实际应用的高精度地图匹配方案。
需要说明的是,上述装置和系统实施例属于优选实施例,所涉及的单元和模块并不一定是本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于本发明的装置和系统实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法和装置,以及,一种定位导航系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法,其特征在于,包括:
接收所述全球定位系统获取的当前定位点;
选择权值因子TWS最高的道路作为所述当前定位点的匹配道路;确定所述权值因子TWS的参数包括当前行进方向与所述道路的方向符合程度WSH,所述当前定位点与所述道路的距离接近程度WSD和角度接近程度WSP,其中,TWS=WSH+(WSD+WSP);
将所述当前定位点到所述匹配道路的投影点作为当前定位点的地图匹配点;
其中,所述当前行进方向与所述道路的方向符合程度WSH由所述当前行进方向与所述道路方向的夹角β确定,计算公式如下:
WSH=AHcos(β′)
上述公式中,AH为预设的方向符合程度权值系数;
当-180°≤β≤180°时,β′=β;
当β>180°时,β′=360°-β;
当β<-180°时,β′=360°+β
所述距离接近程度WSD由下列公式确定:
WSD=AD/D
其中,AD为预设的距离接近程度权值系数,D表示所述当前定位点到当前道路的距离,
上述公式中,x3和y3分别是当前定位点的横坐标和纵坐标,x1和x2分别是当前道路上任意选取的二个点A、B的横坐标,y1和y2分别是所述A、B两点的纵坐标;
所述角度接近程度WSP由下列公式确定:
WSP=APcos(α)
其中,Ap为预设的角度接近程度权值系数,α为所述道路与当前定位点P和路口节点C所组成线段CP的夹角。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述预设的方向符合程度权值系数AH的值为3~5;
所述预设的距离接近程度权值系数AD的值为2~5;
所述预设的角度接近程度权值系数AP=10-AH-AD。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在接收所述全球定位系统获取的当前定位点步骤之后还包括:
判断包括所述当前定位点在内的连续3个定位点两两之间的距离是否小于预设的定位误差容限,若是,则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在接收所述全球定位系统获取的当前定位点步骤之后还包括:
若所述当前定位点与上一定位点的距离大于上一定位点的速度在单位时间内行走距离的3倍,则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,若全球定位系统无法获得当前定位点,则将上一定位点的地图匹配点作为当前地图匹配点。
6.一种基于全球定位系统的导航定位纠偏装置,其特征在于,包括定位点接收单元,道路匹配单元,地图匹配单元,方向符合程度计算单元,距离接近程度计算单元和角度接近程度计算单元,其中:
所述定位点接收单元用于接收所述全球定位系统获取的当前定位点;
所述道路匹配单元用下述公式计算权值因子TWS,并选择权值因子TWS最高的道路作为所述定位点接收单元接收的当前定位点的匹配道路;
TWS=WSH+(WSD+WSP)
其中,WSH表示当前行进方向与所述道路的方向符合程度,WSD和WSP分别表示所述当前定位点与所述道路的距离接近程度和角度接近程度;
所述地图匹配单元用于确定所述当前定位点到所述道路匹配单元选定的匹配道路的投影点,并将该投影点作为所述当前定位点的地图匹配点;
所述方向符合程度计算单元用于计算当前行进方向与所述道路的方向符合程度WSH,计算公式如下:
WSH=AHcos(β′)
上述公式中,AH为预设的方向符合程度权值系数;β为所述当前行进方向与所述道路方向的夹角;当-180°≤β≤180°时,β′=β;当β>180°时,β′=360°-β;当β<-180°时,β′=360°+β;
所述距离接近程度计算单元用于计算当前定位点与所述道路的距离接近程度WSD,计算公式如下:
WSD=AD/D
上述公式中,AD为预设的距离接近程度权值系数,D表示所述当前定位点到当前道路的距离,x3和y3分别是当前定位点的横坐标和纵坐标,x1和x2分别是当前道路上任意选取的二个点A、B的横坐标,y1和y2分别是所述A、B两点的纵坐标;
所述角度接近程度计算单元用于计算当前定位点与所述道路的角度接近程度WSP,计算公式如下:
WSP=APcos(α)
其中,Ap为预设的角度接近程度权值系数,α为所述道路与当前定位点P和路口节点C所组成线段CP的夹角。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括异常情况处理单元,所述异常情况处理单元具体包括低速处理子单元、漂移处理子单元和遮挡处理子单元,其中:
所述低速处理子单元用于判断包括所述当前定位点在内的连续3个定位点两两之间的距离是否小于预设的定位误差容限,若是,则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点;
所述漂移处理子单元用于判断所述当前定位点与上一定位点的距离是否大于上一定位点的速度在单位时间内行走距离的3倍,若是,则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点;
所述遮挡处理子单元用于判断所述定位点接收单元是否能够从全球定位系统获得当前定位点,若否,则将上一定位点的地图匹配点作为当前地图匹配点。
8.一种定位导航系统,包括全球定位获取装置和导航装置,其特征在于,还包括权利要求6或7所述的导航定位纠偏装置,所述导航定位纠偏装置接收所述全球定位获取装置获得的当前定位点,生成该当前定位点的地图匹配点,传递至所述导航装置。
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