CN104898139A - 一种车辆定位纠偏方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆定位纠偏方法及装置，涉及汽车技术领域，能够解决现有技术中定位精度不高、受环境制约较大的弊端。所述方法包括：根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹；利用记录的所述行驶轨迹对GPS全球定位系统定位数据进行纠偏。本发明可用于各种需要GPS导航或定位的设备中。

Description

一种车辆定位纠偏方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种车辆定位纠偏方法及装置。

背景技术

随着GPS（全球定位系统，Global Positioning System）定位技术的不断发展，基于GPS的导航、制导和追踪设备日渐发展，市场上面常用的GPS导航设备的精度普遍在10米到几十米不等，在日渐发达的导航产业中。

与此同时，车载GPS也越来越广泛地应用于对车辆进行定位。然而，GPS工作的特性决定了汽车只有在以较快速度行驶时定位才比较准确，在进入隧道、地下道路、密林、低速或静止的时候，GPS的定位信息会产生较大漂移，从几十米到几百米不等。因此，随着人们对定位、导航的要求越来越高，比如地下车库导航、机器人驾驶、智能泊车等技术，现有的定位精度已经越来越不能满足人们的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种车辆定位纠偏方法及装置，用以解决现有技术中定位精度不高、受环境制约较大的弊端。

为达上述目的，一方面，本发明提供一种车辆定位纠偏方法，包括：根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹；利用记录的所述行驶轨迹对GPS全球定位系统定位数据进行纠偏。

可选的，所述根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹包括：通过方向传感装置获取所述车辆的行驶方向，通过距离测量装置获取所述车辆的行驶距离；通过确定所述车辆在每个所述行驶方向上的行驶距离，记录所述车辆的行驶轨迹。

可选的，所述利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏包括：利用记录的所述行驶轨迹确定GPS定位数据是否有效；在所述GPS定位数据有效的情况下，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。

可选的，所述利用记录的所述行驶轨迹确定GPS定位数据是否有效包括：将GPS定位数据绘制成GPS曲线；如果所述GPS曲线与记录的所述行驶轨迹的相似度高于预设阈值，确定所述GPS定位数据有效。

可选的，所述在所述GPS定位数据有效的情况下，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏包括：根据所述GPS定位数据、记录的所述行驶轨迹以及路网信息确定所述车辆在电子地图上的地理位置；利用确定的所述车辆在电子地图上的地理位置对所述GPS定位数据纠偏。

另一方面，本发明的实施例还提供一种车辆定位纠偏装置，包括：记录单元，用于根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹；纠偏单元，用于利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。

可选的，所述记录单元包括：获取模块，用于通过方向传感装置获取所述车辆的行驶方向，通过距离测量装置获取所述车辆的行驶距离；记录模块，用于通过确定所述车辆在每个所述行驶方向上的行驶距离，记录所述车辆的行驶轨迹。

可选的，所述纠偏单元包括：确定模块，用于利用记录的所述行驶轨迹确定GPS定位数据是否有效；纠偏模块，用于在所述GPS定位数据有效的情况下，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。

可选的，所述确定模块用于：将GPS定位数据绘制成GPS曲线；如果所述GPS曲线与记录的所述行驶轨迹的相似度高于预设阈值，确定所述GPS定位数据有效。

可选的，所述纠偏模块用于：根据所述GPS定位数据、记录的所述行驶轨迹以及路网信息确定所述车辆在电子地图上的地理位置；利用确定的所述车辆在电子地图上的地理位置对所述GPS定位数据纠偏。

本发明的实施例提供的车辆定位纠偏方法及装置，能够根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹，并利用记录的行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏，由于根据车辆运动状态记录的行驶轨迹不受车辆行驶速度或是否位于露天环境的制约，从而能够在GPS的使用受到制约，GPS定位数据产生较大偏移时对车辆定位进行有效纠偏，大大提高了车辆定位和导航的准确性。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的车辆定位纠偏方法的一种流程图；

图2是本发明的实施例中，根据GPS定位数据确定的GPS曲线与记录的车辆行驶轨迹的对比图示意图；

图3是本发明的实施例在地图上纠偏后的定位轨迹与使用传统的GPS定位轨迹的对比图；

图4是本发明的实施例提供的车辆定位纠偏装置的一种结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示,本发明的实施例提供一种车辆定位纠偏方法，包括：

S11，根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹；

S12，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。

本发明的实施例提供的车辆定位纠偏方法，能够根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹，并利用记录的行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏，由于根据车辆运动状态记录的行驶轨迹不受车辆行驶速度或是否位于露天环境的制约，从而能够在GPS的使用受到制约，GPS定位数据产生较大偏移时对车辆定位进行有效纠偏，大大提高了车辆定位和导航的准确性。

具体的，在步骤S11中，可以通过方向传感装置获取所述车辆的行驶方向，并通过距离测量装置获取所述车辆的行驶距离。其中，方向传感装置可以是设置在车辆上的电子罗盘或陀螺仪等各种具有方向感知功能的传感器，能够在车辆处于各种运动状态时准确感知车辆的朝向，从而获知车辆的运动方向，这里的运动方向不仅包括东、南、西、北方向，还可以包括车辆与水平面之间的仰俯角，从而能够获知车辆是否在爬坡或下坡，有效由车辆的行驶路程确定出车辆的水平位移；而距离测量装置可以为各种能够测量车辆行驶距离的装置，例如，车辆行进计步器或车辆行驶里程表等等。其中，车辆行进计步器可以通过对车辆行进的脉冲信号或电光信号来实现距离测量。以基于脉冲信号的计步器为例，车辆每行驶过一定距离（步长，一般为若干厘米）就会向计步器发送一个脉冲，每个脉冲对应于一定的步长，通过统计脉冲个数从而知道汽车行进的距离。可选的，该脉冲信号既可以通过读取行车电脑的脉冲来获取，也可以通过添加专门的计步器件，如霍尔元件来获得。霍尔元件能够检测金属齿轮转动产生的电磁场变化，并相应地输出矩形波。对于32齿的齿轮来说，单个脉冲表示汽车前进了2πr/32的距离，其中r为轮胎半径。以轮胎为14寸的小车为例，其轮胎半径为0.28米，单个脉冲表示汽车前进了2×3.14×0.28÷32=0.055米。由此可以看出，根据车辆运动状态记录的行驶轨迹的精度能达到厘米量级，从而为车辆的准确定位提供了良好的条件。

在分别获取了车辆的行驶方向和行驶距离后，本发明提供的车辆定位纠偏方法还需要将行驶方向和行驶距离相结合，确定出行驶方向和行驶距离在时间上的对应关系，从而通过确定所述车辆在每个所述行驶方向上的行驶距离，记录所述车辆的行驶轨迹。这样，每当行驶方向有较显著的改变时，方向传感装置就能感应到，而距离传感装置就能计算出在这一行驶方向上行驶的距离，从而能够描画出车辆的行驶轨迹。

为了区别上述行驶轨迹与车辆本身并未发动而是由其他交通工具托运而产生的位移，优选的，还可以通过其他行车行驶信号的检测进一步确定车辆是否处于真正的行驶中。例如，可以在与汽车中轴线方向一致的方向上设置震动传感，如加速度传感器，用于判断车辆是否在震动，从而获得车辆是否被移动而发生震动。震动传感器和汽车方向传感器可以为同一模块，固定安装在一起，以便保证方向信号和震动信号的刚性传递。此外，还可以通过取倒车灯的高低电平值来判断汽车前后行驶方向，例如，当倒车灯信号线为高电平时为车辆倒车行驶，为低电平时为前进行驶。获知了车辆在正向行驶还是在倒向行驶后，即可确定车辆的真实运动状态，有利于提高车辆定位的准确性。

需要说明的是，根据车辆行驶状态确定的行驶轨迹只是一个相对路线，也就是只表明该路线起点和终点之间的路程，并不能确定行驶中经过的地点具体是哪里。但利用这个相对的路线，已经可以对GPS定位数据进行纠偏。

具体而言，在步骤S12中，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏具体可包括：

利用记录的所述行驶轨迹确定GPS定位数据是否有效；

在所述GPS定位数据有效的情况下，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。

正如上文分析的，虽然根据车辆的运动状态而记录的行驶轨迹只是相对的数据，但其却可以用来确定GPS定位数据是否有效。例如，如图2所示，在本发明的一个实施例中，可以将GPS定位数据绘制成GPS曲线g1；如果所述GPS曲线g1与记录的所述行驶轨迹g2的相似度高于预设阈值，确定所述GPS定位数据有效，否则确定所述GPS定位数据无效。其中，相似度是指如果将GPS曲线g1与行驶轨迹g2在相同比例尺下叠放在一起，两条线之间的差别，具体可以用方差或标准差或其他的数学指标来度量，本发明的实施例对此不作限定。当然，还可以用其他方法来确定GPS定位数据是否有效，例如，可以分别对行驶轨迹和GPS定位数据中对应的若干个点进行比较，如果GPS定位数据中定位准确的点的比例达到规定值，则可以确定GPS定位数据有效，否则即可确定GPS定位数据无效。GPS定位数据无效的原因可能是车辆刚刚启动速度较小，GPS搜星较少，误差较大，也可能是车辆进入地下停车场等有遮蔽的地方GPS信号受影响，可以稍后再尝试对GPS定位数据有效性进行确定。

具体而言，在所述GPS定位数据有效的情况下，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏可包括如下步骤：

根据所述GPS定位数据、记录的所述行驶轨迹以及路网信息确定所述车辆在电子地图上的地理位置；

利用确定的所述车辆在电子地图上的地理位置对所述GPS定位数据纠偏。

也就是说GPS数据有效并不代表GPS数据没有偏移，而只是说明，在过去的一段时间里、大体上看GPS定位数据的误差在可接受的范围内，但对于GPS定位数据中的每一点都不一定代表车辆所在的真实准确的位置，GPS定位数据常常会出现几米到几十米的偏移。为了确定车辆的准确位置，可以将GPS定位数据、记录的行驶轨迹以及路网信息进行融合：GPS定位数据可以指示出车辆在路网中的大致位置，再根据行车轨迹和路网中的路径的匹配度确定车辆在电子地图上（或路网上）的准确地理位置，从而利用车辆在电子地图上的准确的地理位置对GPS数据进行有效纠偏。在确定了车辆的准确地理位置后，即使车辆进入地下停车场等GPS应用受限的环境下，仍然能够根据记录的车辆行驶轨迹针对地下停车等操作进行有效导航。

图3为纠偏后的定位轨迹与使用传统的GPS定位轨迹的对比图。如图3所示，图样中用实线串连起来的较大的圆点为使用传统的GPS定位轨迹，分散的较小的圆点为纠偏后的定位轨迹。图3中，分散的较小的圆点在汽车进入车库后任然可以获取其轨迹，轨迹最后重叠部分为车停入车库时进行前后倒车引起的。而用实线串连起来的较大的圆点到地下车库入口就停止了。

进一步的，还可以利用GPS系统的无线通信功能，将经过纠偏的定位数据上传到网络上，从而实现对车辆的全网追踪和防盗。

与前述车辆定位纠偏方法相对应，本发明的实施例还提供一种车辆定位纠偏装置，如图4所示，该装置包括：

记录单元10，用于根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹；

纠偏单元12，用于利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。

本发明的实施例提供的车辆定位纠偏装置，其记录单元10能够根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹，纠偏单元12利用记录的行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。由于根据车辆运动状态记录的行驶轨迹不受车辆行驶速度或是否位于露天环境的制约，从而能够在GPS的使用受到制约，GPS定位数据产生较大偏移时对车辆定位进行有效纠偏，大大提高了车辆定位和导航的准确性。

具体的，记录单元10可包括：获取模块，用于通过方向传感装置获取所述车辆的行驶方向，通过距离测量装置获取所述车辆的行驶距离；记录模块，用于通过确定所述车辆在每个所述行驶方向上的行驶距离，记录所述车辆的行驶轨迹。

纠偏单元12可包括：确定模块，用于利用记录的所述行驶轨迹确定GPS定位数据是否有效；纠偏模块，用于在所述GPS定位数据有效的情况下，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。

可选的，确定模块可用于：将GPS定位数据绘制成GPS曲线；如果所述GPS曲线与记录的所述行驶轨迹的相似度高于预设阈值，确定所述GPS定位数据有效。

可选的，纠偏模块可用于：根据所述GPS定位数据、记录的所述行驶轨迹以及路网信息确定所述车辆在电子地图上的地理位置；利用确定的所述车辆在电子地图上的地理位置对所述GPS定位数据纠偏。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种车辆定位纠偏方法，其特征在于，包括：

根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹；

利用记录的所述行驶轨迹对GPS全球定位系统定位数据进行纠偏。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹包括：

通过方向传感装置获取所述车辆的行驶方向，通过距离测量装置获取所述车辆的行驶距离；

通过确定所述车辆在每个所述行驶方向上的行驶距离，记录所述车辆的行驶轨迹。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏包括：

利用记录的所述行驶轨迹确定GPS定位数据是否有效；

在所述GPS定位数据有效的情况下，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用记录的所述行驶轨迹确定GPS定位数据是否有效包括：

将GPS定位数据绘制成GPS曲线；

如果所述GPS曲线与记录的所述行驶轨迹的相似度高于预设阈值，确定所述GPS定位数据有效。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述GPS定位数据有效的情况下，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏包括：

根据所述GPS定位数据、记录的所述行驶轨迹以及路网信息确定所述车辆在电子地图上的地理位置；

利用确定的所述车辆在电子地图上的地理位置对所述GPS定位数据纠偏。

6.一种车辆定位纠偏装置，其特征在于，包括：

记录单元，用于根据车辆行驶的方向和距离记录所述车辆的行驶轨迹；

纠偏单元，用于利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述记录单元包括：

获取模块，用于通过方向传感装置获取所述车辆的行驶方向，通过距离测量装置获取所述车辆的行驶距离；

记录模块，用于通过确定所述车辆在每个所述行驶方向上的行驶距离，记录所述车辆的行驶轨迹。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述纠偏单元包括：

确定模块，用于利用记录的所述行驶轨迹确定GPS定位数据是否有效；

纠偏模块，用于在所述GPS定位数据有效的情况下，利用记录的所述行驶轨迹对GPS定位数据进行纠偏。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块用于：

将GPS定位数据绘制成GPS曲线；

如果所述GPS曲线与记录的所述行驶轨迹的相似度高于预设阈值，确定所述GPS定位数据有效。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述纠偏模块用于：

根据所述GPS定位数据、记录的所述行驶轨迹以及路网信息确定所述车辆在电子地图上的地理位置；

利用确定的所述车辆在电子地图上的地理位置对所述GPS定位数据纠偏。