CN106525040A - 使用自适应随机滤波进行车辆上的导航系统的性能所估算的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种监测车辆上的导航系统的性能的方法。所述方法在车辆电子控制单元(ECU)处获得三角测量的车辆位置和车辆运动数据，所述三角测量的车辆位置从导航系统获得；使用三角测量的车辆位置和车辆运动数据计算所估算的车辆位置；计算所估算的车辆位置存在于所述三角测量的车辆位置的误差界限内的概率；当所述概率表示所估算的车辆位置不存在于误差界限内时，执行车辆上的任务。

Description

使用自适应随机滤波进行车辆上的导航系统的性能所估算的 方法和设备
技术领域
本文所描述的主题的实施例总体上涉及导航系统的性能评估。更具体地，本主题的实施例涉及使用自适应随机滤波技术评估车辆导航系统的精确性。
背景技术
驾驶者通常使用包括全球定位系统(GPS)的车辆导航系统获得当前位置信息、地图数据以及从当前位置到达目的地位置的详细转弯方向。然而，通常的导航系统仅保持高达2-3米(大约6.6-9.8英尺)的精确性。用户获得的实际精确性取决于多个因素，包括但不限于大气效应、天空阻断以及接收机质量。来自联邦航空局(FAA)的真实世界数据表明他们的高质量GPS SPS接收机提供优于3.5米的水平精确性。
特定应用(例如自主车辆操作)可能需要更高的导航系统精确性，这使误差为2米(或者更加)不切实际。进一步地，驾驶者依靠有潜在问题的导航系统可能存在难以预料的后果(例如用户跟随导航系统所呈现的有问题的方向)
因此，希望使用一种用于确定导航系统是否提供精确输出的机构。此外，通过以下结合附图和前面的技术领域及背景技术进行的详细说明和所附权利要求，其他理想特征和特性将变得显而易见。
发明内容
本发明的一些实施例提供了一种用于监测车辆上的导航系统的性能的方法。所述方法在车辆电子控制单元(ECU)处获得三角测量的车辆位置和车辆运动数据，所述三角测量的车辆位置从导航系统获得；使用三角测量的车辆位置和车辆运动数据计算所估算的车辆位置；计算所估算的车辆位置存在于三角测量的车辆位置的误差界限内的概率；以及当概率表示所估算的车辆位置不存在于误差界限内时，执行车辆上的任务。
一些实施例提供了一种用于监测车辆上的导航系统的性能的系统。所述系统包括：导航系统，其被配置为提供与导航系统的操作相关联的所检测到的车辆位置和精度规格；至少一个车辆运动传感器，其被配置为提供车辆运动数据；以及分析模块，其被配置为：使用精度规格确定所检测到的车辆位置所处的区域；基于所检测到的车辆位置和车辆运动数据计算所估算的车辆位置和相关联的误差值(例如所估算的分布值)；计算所估算的车辆位置存在于所述区域内的概率；以及当概率小于预定义的阙值时，设置车辆上的故障标记。
一些实施例提供一种在其上包含指令的非临时性计算机可读介质，当处理器执行所述指令时，所述指令执行方法。所述方法在车辆上的电子控制单元(ECU)处计算所估算的车辆位置存在于三角测量的车辆位置的容许误差余量内的概率，其中三角测量的车辆位置由车辆导航系统提供，并且容许误差余量与车辆导航系统相关联；以及当概率小于预定义的阙值时，完成车辆上的任务。
提供本发明内容来以简化形式引入在以下详细说明中进一步描述的概念的选择。本发明内容的目的不旨在鉴别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不是要用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
对本主题的更全面的理解可以通过参照结合下列附图考虑的详细说明和权利要求书获得，其中在整个附图中相同的附图标记指示同样的元件。
图1是根据所公开的实施例的沿着行驶路径按照不同源的车辆位置之间的关系的示图；
图2是根据所公开的实施例的用于导航系统的性能评估系统的功能框图；
图3是根据所公开的实施例的示出了基于所检测到的和所计算的车辆位置的车辆实际上可以所处的界限区域的重叠的曲线图。
图4是图示了一种用于监测车辆上的导航系统的性能的方法的实施例的流程图；以及
图5是根据所公开的实施例的图示了输入参数的处理到性能评估系统的示图。
具体实施方式
以下详细说明本质上仅仅是说明性的，并不用来限制本主题的实施例或者这些实施例的应用和用途。如本文所使用的，词语“示例性的”是指“用作实例、例子或例示”。本文描述为示例性的任何实现方式并不一定要被解释为相比其他实现方式更优选或有利。另外，不存在被前述的技术领域、背景技术、发明内容或者下面的具体实施方式中提出的任何表述的或暗示的理论约束的意图。
本文所提出的主题涉及用于监测车辆上的导航系统的性能，而不需已知的“地面实况”值帮助的设备和方法。如以下在本发明的上下文中所描述的，通过将自适应随机滤波应用到以下各项评估导航系统性能：(i)车辆的测量位置，(ii)车辆的惯性测量值，以及(iii)车辆上的导航系统的精度规格。然后，将次级处理技术应用到自适应随机滤波器的输出以产生所估算的车辆位置存在于与所测量的车辆位置相关联的最大容许误差所限定的区域内的概率。
对于本发明的各种实施例使用某些术语。“地面实况”为给定时间处的车辆的实际物理位置。“所测量的”车辆位置为车载导航系统(例如GPS)检测到的三角测量的位置。“所估算的”车辆位置为使用理论上的公式和检测到的输入参数计算的车辆的位置。误差余量通常由特定导航系统的精度规格指示，并且表示与特定导航系统的操作相关联的预期最大误差量。误差界限描绘了误差余量所指示的地理区域，当导航系统提供特定读数时，车辆可以位于所述地理区域中。
现在转向附图，图1是根据所公开的实施例的沿着行驶路径112的所估算的、所测量的和实际的车辆位置。图1描述了车辆102，该车辆102包括导航系统(未示出)，其沿着路径112行驶。车辆102可以为许多不同类型的汽车(轿车、篷车、货车、摩托车、运动用车辆、有篷货车等)、航空车辆(例如飞机、直升飞机等)、水运工具(船只、轮船、喷射式滑雪橇等)、火车、全路面汽车(雪地汽车、四轮车等)、军用车辆(军用悍马、坦克、消防车等)、救援车辆(消防车、梯式卡车、警车、救急医疗服务车和救护车等)、宇宙飞船、气垫船等中的任何一个。车辆102可包括用于控制车辆102的操作的一个或多个电子控制单元(ECU)；用于提供车辆运动数据(例如速度、偏航率)的惯性测量单元(IMU)；以及导航系统。导航系统可被实现为全球定位系统(GPS)，或者能够检测给定时间处且在已知误差余量内的三角测量的车辆位置的任何其他系统。导航系统可用于提供当前时间的车辆位置数据、与当前车辆位置相关联的地图数据和/或从当前位置到所选位置的各转弯方向。
当在路径112行进时，车辆102在特定的估算时刻位于“实际”位置上。该实际位置是车辆102在任何给定时间的物理位置并且可以指“地面实况”。车辆102的实际位置通常是未知的，并且必须使用导航系统进行检测和/或进行数学估算。由导航系统检测的车辆的位置是“被检测到的”、“三角测量的”或“测量到的”位置，这可能会由于操作中的错误和导航系统的精确性而偏离实际位置。数学地计算的车辆位置通常是理论上的、数学的或所估算的位置。该位置可能会由于在计算中使用的参数的误差(例如，速度计读数的误差、偏航率的误差等等)、应用公式中的误差或理论值与实际值比较中的预期量的误差而偏离实际位置。例如，在所述路径112的左侧用虚线圆示出时间状况(t)104。该时间状况(t)104包括车辆102在时间t的实际位置。由该导航系统提供的用于时间t的三角测量位置110；和所估算的位置108，其是基于使用测量的和理论的输入值进行的计算的车辆102的理论位置。实际的、测量的和所估算的车辆位置的附加分组沿驱动路径112示出。
图2是根据所公开的实施例的用于车辆200的导航系统的性能评估系统202的功能框图。应当注意的是性能评估系统202可以与在图1中所描绘的车辆102一起实施。就这点而言，性能评估系统202更详细地示出了车辆102的一些元件和组件。性能评估系统202一般包括，但并不限于：至少一个处理器204；系统存储器206；导航系统208；车辆运动传感器210；分析模块212；和输出模块214。如本文所述，所述性能评估系统202的这些元件和特征可以彼此可操作地相关联，彼此联接，或以其他方式根据支持所需功能的需要被配置为彼此配合，特别是监视车辆200的导航系统的精确性。为了说明清楚和方便起见，各种物理、电子、逻辑联接和相互连接没有在图2中描绘出。此外，应当理解，本发明的实施例的性能评估系统202将包括配合支持所需功能的其他元件、模块和特征。为简单起见，图2仅描绘了涉及性能评估技术的某些元件，在下文中会进一步详述。
可以通过使用一个或多个通用处理器、内容定址存储器、数字信号处理器、专用集成电路场可编程门阵列、任何适当的可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑电路、离散硬件组件或被设计成执行此处所述的功能的任意组合来实施或执行该至少一个处理器204。具体地，至少一个处理器204可以作为一个或多个微处理器、控制器、微控制器或状态机被实现。此外，至少一个处理器204还可实施为计算设备的组合，例如，数字信号处理器和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器联合数字信号处理器核心或者任意其他这种配置。
可通过使用任何数量的设备、组件或模块来实现系统存储器206，以便适合于该实施例。在实际操作中，系统存储器206可以实现为RAM存储器、快闪存储器、EEPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘或本领域中已知的任何其他形式的存储介质。在某些实施例中，系统存储器206包括硬盘，其也可用来支撑至少一个处理器204的功能。系统存储器206可联接到所述至少一个处理器204上使得至少一个处理器204能从系统储存储器206中读取信息并写入信息。作为选择，系统存储器206可以集成到至少一个处理器204中。作为一个实例，至少一个处理器204和系统存储器206可以驻留在一个适当设计的专用集成电路(ASIC)中。
导航系统208部署在主车辆200上。在实际操作中，导航系统208可以被实施为车辆上的娱乐系统、车辆上的展示的系统、车辆上的仪表组等的一部分。在一个实际的实施例中，导航系统208实现为，包括或与车辆上的全球定位系统(GPS)配合，该车辆上的全球定位系统可推断出车辆的实时或基本上实时的当前地理位置。导航系统也配置为获得来自适当源地址的地图数据。该源地址提供指示当前制图、拓扑、位置、公路以及对导航系统208有用的其他可能的数据。
导航系统208被配置为向车辆200的驾驶员提供导航数据。导航数据可包括用于车辆200的位置数据、路线规划驾驶方向及给车辆操作者的地图信息。当车辆200正被驾驶时，导航系统208用作定期地检测和/或测量车辆200的当前位置。导航系统208可以经由展示的元件或其他呈现设备将该位置数据呈现给车辆200的驾驶员。车辆200的当前位置可以是三角位置、纬度/经度位置，或者指示车辆200的位置的任何其他符号。
由于在导航系统208中的操作缺陷(例如，卫星通信、硬件，或导航系统208的软件的缺陷和限制)在误差余量内操作每个导航系统208。换言之，来自导航系统208的输出数据在预期量的误差内是精确的。该预期量的误差限定在导航系统208本身的精度规格内，并通常与导航系统208的特定模型或由导航系统208所使用的固件版本相关联。
车辆运动传感器210定位在车辆200上，并且被配置为将车辆运动数据提供至性能评估系统202。在示例性实施例中，车辆运动传感器210检测并提供在x方向和y方向上的车速以及车辆的偏航率。在一些实施例中，车辆运动传感器210还可以检测并提供与车辆200的运动相关的其他参数，包括但不限于：加速度、侧倾角、滑行、阻力、牵引力、制动力等。在某些示例性实施例中，车辆运动传感器210可被实现为车辆200的惯性测量单元(IMU)。在一些实施例中，车辆运动传感器210可以包括IMU和其他基于车辆的传感器的组合。车辆运动传感器210经由串行通信总线被通信地联接到一个或多个电子控制单元(ECU)，其可以包括在车辆200上的控制器局域网(CAN)总线。使用这种通信硬件，车辆运动传感器210进一步被配置为将车辆运动数据提供给车辆200的一个或多个电子控制单元(ECU)。
分析模块212被配置为使用输入数据参数来计算指示导航系统208的精确性等级的值。分析模块212被配置为接收输入数据参数，包括但不限于：用于车辆200的导航数据、运动数据和用于车辆200上的导航系统208的精度规格。分析模块212被配置为执行可应用计算，涉及自适应随机滤波和次级处理操作，以产生一组输出值。输出值可以包括，但不限于，所估算的车辆200的位置，与所估算的位置相关联的误差值(例如，估算分布)，以及所估算的车辆200的位置存在于车辆200的当前检测到的(经由导航系统208)位置的预定距离内的计算出的概率。应当理解，分析模块212可获取和使用更多或更少的输入变元，并且可以生成通过性能评估系统202使用的更多或更少的输出值。
当导航系统208的性能不在可接受的误差余量内，输出模块214被配置为生成和提供完成车辆200上的任务的适当的控制指令、命令或信号。在某些实施例中，已完成的任务可以包括在车辆200的计算系统中设置错误标志。错误标志是用来指示导航系统208的某部分的不精确性，其可以防止依靠导航系统208的精确读数的额外动作。在一些实施例中，输出模块214可停止在车辆200的操作期间执行的全部或部分动作，以包括车辆上的车辆200上的自主驾驶程序的潜在去激活操作。
在实际操作中，分析模块212和/或输出模块214可通过至少一个处理器204来实现(与至少一个处理器配合)，以执行这些功能中的至少一些功能以及本文更详细描述的操作。就这点而言，分析模块212和/或输出模块214可实现为适宜书写的处理逻辑、应用程序代码等等。
图3是根据所公开的实施例的示出了基于所检测到的和所计算的车辆位置的车辆实际上可以所处的界限区域的重叠的曲线图。如图所示，车辆的测量位置(zm)308存在于误差余量316内。测量位置(zm)308表示辆当前的三角位置，其通过车辆上的车辆导航系统获得。该测量位置(zm)308在误差余量316内是精确的，该误差余量由导航系统的一组精度规格指示。精度规格通常由导航系统的生产商提供。误差余量316针对每个导航系统，并基于导航系统的操作限制(例如，硬件缺陷、通信缺陷等)。误差余量316自身表现为半径为(2σ)312且以测量位置(zm)为中心的圆。半径(2σ)312由导航系统的精度规格表示。当车辆车辆上的导航系统检测测量位置(zm)308时，误差余量316限定出车辆可能的实际位置(例如，车辆实际所处的位置)。换言之，当导航系统读数为zm时，车辆定位于误差余量316所围绕的区域。
还示出了同一车辆的所估算的位置310。所估算的位置310是利用理论公式和与车辆操作相关的惯性测量结果的输入值获得的计算值。所估算的位置310自身表现为半径为314的大圆318的中心位置。在本文中，自适应随机滤波器产生形式为高斯分布函数的车辆位置所估算的值，其可以由两个参数充分地说明：位置的平均值(或期望值)以及标准偏差同样，它可以由大圆318表示(其中圆心处的平均并且(3X)标准偏差代表半径)，圆越大，分布就越宽，所估算的值就越不确定。数值用来替代因为在中，置信度为99.7％，所以可以估算车辆的位置处于大圆318内。总之，半径为314的大圆318限定出以下边界，其中根据所估算的结果，车辆处于99.7％的概率。
重叠区域320存在以下位置：误差余量316所限定的区域与大圆318所环绕的区域相交。这个重叠区域320表明，基于车辆的测量位置(zm)308的可能实际位置与基于车辆的所估算的位置310的可能实际位置相交。误差余量316和大圆318的重叠区域320为车辆的实际位置提供更加精确的预测。
在本文中，x和y轴表示定位(笛卡尔)坐标系，单位为米(m)。所估算的高斯分布函数是基于2σ圆314所包围的区域计算(或估算)的。为此，估算的和测量的位置(以及表示估算分布的圆)位于地域全局坐标内。但是，由于关注的是相对而非绝对位置，且由于分布函数在每个方向上都是均匀的(为了简单起见)，所以大圆318的中心可用作坐标系的原点。因此，测量位置(zm)308可能位于x轴，可以在这个定位坐标系对车辆的实际位置进行研究。
评价导航系统性能确定了车辆实际位置存在于重叠区域320的概率。概率的计算值表示车辆实际位于重叠区域320内的可能性是可接受的情况下，则确定导航系统在可接受的误差余量内操作。但是，概率的计算值表示车辆实际位于重叠区域320内的可能性很小的情况下，则确定导航系统不在可接受的误差余量内操作。
图4是表示监测车辆上的导航系统性能的方法的实施例的流程图。过程400执行的各种任务可以由软件、硬件、固件或它们的任意组合来实施。为了说明的目的，以下过程400的描述可指结合图1-3的上述元件。在实际操作中，过程400的一部分可以由所述系统的不同元件来实施。应当理解，过程400可以包括任意数目的额外或替代任务，图4所示的任务并不是必须按所示顺序实施，并且过程400可以结合到具备额外功能的更全面的程序或过程，本文不再赘述。而且，只要想要整体功能保持完整，图4所示的一个或多个任务可以从过程400的实施例中省去。
为了便于描述和清楚起见，假设过程400开始于获得三角车辆位置和车辆运动数据(步骤402)。三角车辆位置从车辆上的导航系统获得，并可指测量车辆位置或GPS车辆测量。车辆运动数据从车辆上的传感器和/或车辆惯性测量单元(IMU)获得。在某些实施例中，车辆运动数据包括X方向和y方向上的车辆速度，以及车辆偏航率。在一些实施例中，车辆运动数据还包括与车辆运动有关的其他参数，包括但不限于，加速度、俯仰角、侧倾角、滑行、阻力、牵引力、制动力等。
随后过程400利用三角车辆位置和车辆运动数据(步骤404)计算所估算的车辆位置。以下结合图6描述一种适用于计算所估算的车辆位置的方法。过程400利用自适应随机滤波器计算所估算的车辆位置，其可包括卡尔曼滤波器、粒子滤波器等等。
接着，过程400计算所估算的车辆位置存在于三角车辆位置的误差余量内的概率(步骤406)。以下结合图5描述一种适用于计算概率的方法。过程400可利用任何公式、数学模型或理论模型的应用计算概率，以生成所估算的车辆位置存在于与导航系统所提供的测量车辆位置相关的误差余量内的概率。在一个示例性实施例中，过程400通过将正态分布函数与最大允许误差限制的区域相结合，如前所述(见图3，参考标记316、320)。
计算所估算的车辆位置位于三角车辆位置的误差余量内的概率(步骤406)后，过程400通过利用指数平均移动数过滤器过滤所计算的瞬时概率获得规定时间帧的统计性能指数在本文中，“瞬时”是指，对于每个步骤，计算概率值其表示当前时间步骤测量足够好的可能性有多大。
获得统计性能指数(步骤408)后，过程400将统计性能指数与预定阈值比较(步骤410)，以确定车辆实际上位于导航系统所报告的测量车辆位置或位于可接受的误差余量内的可能性的大小。在本文中，预定阈值表示所估算的车辆位置位于误差余量内的允许最小可能性。
当概率不小于预定阈值(412的“是”分支)时，过程400避免执行车辆上的车辆上的任务(步骤416)。在本文中，过程400测度所估算的车辆位置位于误差余量内，且导航系统在正常操作范围内起作用。在这种情况下，过程400允许车辆和所有车辆上的系统继续正常操作。
然而，当概率小于阈值时(412的“否”分支)，则过程400执行车辆上的任务(步骤414)。在本文中，过程400确定所估算的车辆位置不存在于误差界限内并且导航系统的操作超出了正常操作限制(例如，在导航系统读数中存在允许量的误差)。该任务可包括，但不限于，在车辆上的ECU处激活错误标记或故障标记、发出警报或通知、将车辆上的一个或多个操作激活或去激活等。在一个示例性实施例中，过程400将自主驾驶程序去激活。在一些实施例中，过程400经由导航系统会告知驾驶员导航系统的操作中出现超过允许量的误差。
按照所公开的实施例，图5是示出了输入参数处理以评估车辆上的导航系统的性能的图解500。应当理解，图4中所述的图表500表示在上述图4的讨论中所述的步骤402-406的一种示例性实施例，包括更多细节。如图所示，自适应随机滤波502与次级处理504功能结合使用以产生所估算的车辆位置(Z)512存在于与被测量车辆位置(zm)506相关联的误差界限内测量的车辆位置的概率516。在本文中，是表示可能位置的平均值的点估计并且不能单独用于表示估算分布。值也可用来计算在可接受的误差界限内的实际车辆位置的瞬时概率，然后通过长期平均化得到长期性能指数
自适应随机滤波502处理接收输入参数。该输入参数包括但不限于：测量的车辆位置(zm)506，惯性测量值(IMU)508；和与车辆上的导航系统相关的精度规格(σ)510。测量的车辆位置(zm)506是从车辆的导航系统中获得的检测值。惯性测量值(IMU)508是从车辆惯性测量单元中获得的，但也可以从其他车辆上的运动传感器上获得。精度规格(σ)510可直接从车辆导航系统或系统存储器中的存储位置获得。
自适应随机滤波502产生的输出数据包括所估算的车辆位置512和相关联的所估算的协方差矩阵514。所估算的协方差矩阵514也可以指相关的“所估算的分布值”。这些输出参数在次级处理504的功能中与测量的车辆位置(zm)506结合使用。次级处理504功能可包括理论模型的任何计算或应用，该理论模型的任何计算或应用用于生成测量的车辆位置512存在于与由导航系统提供的测量的车辆位置(zm)506相关联的误差余量内的概率
合适的次级处理功能的一个示例性实施例包括在由导航系统的误差余量所限定的区域上整合正态分布函数(此区域先前参照图3进行描述)。在本实施例中，通过式其中计算516。在本文中，导航系统是通过计算概率 516和将其与预定阈值进行比较而估算的。在本文中，导航系统是通过计算概率516和将其与预定阈值进行比较而估算的。当计算出的概率516不低于预定阈值时，其指示导航系统是否正提供精确的读数(在允许量的误差余量内)，从而判定导航系统是否在可接受的限度内操作。
在本文中，自适应随机滤波选取测量的车辆位置和测量值的标称噪音水平(规格s)以及高可信度IMU信号以产生实际位置的最优估算。此估算由位置的平均(或期望)值和协方差矩阵(或相当于标准偏差)表示。
本文中可以以功能和/或逻辑块组件的形式来描述工艺和技术，并参考操作的符号表示、处理任务和由各种计算组件或设备来执行的功能。这样的操作、任务和功能有时是指由计算机执行、计算机化、软件实施或计算机实施。在实际操作中，一个或多个处理器设备可以通过操作系统存储器中的存储位置处的数据位以及其他处理信号来执行所述操作、任务和功能。保持数据位的存储位置是具有对应于数据位的特定的电、磁、光或有机特性的物理位置。应当理解，图中所示的各种块组件可以通过配置为执行指定功能的任何数目的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，系统或组件的实施例可采用各种集成电路组件(例如，存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查询表等)，它们可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。
当在软件或固件中实施时，本文所描述的系统的各种元件在本质上是执行各种任务的代码段或指令。程序或代码段可存储在可读处理器介质中，或由计算机数据信号传输，该计算机数据信号包含在传输介质或通信路径上的载波中。“计算机可读介质”、“处理器可读介质”或“机器可读介质”可以包括能存储或发送信息的任何介质。可读处理器介质的实例包括电子电路、半导体存储器设备、只读存储器(ROM)、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路等。计算机数据信号可包括能在传输介质传播的任何信号，所述传输介质诸如电子网络信道、光纤、空气、电磁场路或RF链路。代码段可经由计算机网络下载，诸如因特网，内联网和局域网(LAN)等。
为了简洁起见，在本文中可能没有详细描述与信号处理、数据传输、发信号、网络控制以及所述系统的其他功能方面(以及系统的独立操作组件)相关的常规技术。此外，本文中包含的各图中展示的连接线旨在表示各元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。应当注意的是，在本主题的实施例中存在许多可替代的或者其他的功能关系或者物理连接。
本说明书中所描述的一些功能性单元是指“模块”，以便更具体地强调它们的实现独立性。例如，将本文的功能性所指为模块可被全部或部分地实施为硬件电路，该硬件电路包括惯用VLSI电路或门阵列、现有半导体，诸如逻辑芯片、晶体管或其他分立元器件。也可以将模块实施于可编程硬件设备中，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等。也可以在由各种类型的处理器执行的软件中实施模块。例如，所识别出的可执行代码可以包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑模块，这些模块可以，例如被组织为对象、过程或函数。然而，识别模块的可执行文件不必物理地设置在一起，而是可以包括存储在不同位置的迥然不同的指令，当识别模块的可执行文件逻辑地接合在一起时，包括该模块并实现该模块所宣称的目的。可执行代码的模块可以是单个指令或许多指令，并且甚至可以在几个不同的代码段上、不同的程序中和跨越几个存储器设备来分布。同样地，操作数据可以以任何适合的形式被包含并组织在任何合适类型的数据结构中。操作数据可以收集为单个数据集，或者分布到不同位置，包括不同存储设备上，并且可以至少部分地、仅仅作为系统或网络上的电子信号而存在。
虽然在本发明的上述详细描述中提出了至少一个示例性实施例，但应当理解，存在很多变化。应当理解，在此描述的示例性实施例或若干个实施例并不旨在以任何方式限制所要求保护的本主体的范围、适用性或配置。而前述详细说明为本领域技术人员实施所述的实施例和实施方式提供了便利的路线图。应当理解，在不背离本发明的范畴的情况下，可以在元件的功能和布置上进行各种变化，本发明的范畴由权利要求限定，所述权利要求包括提交该专利申请时的已知等效物和可预见性的等效物。

Claims (10)

1.一种监测车辆上的导航系统的性能的方法，其中，包括：
在车辆的电子控制单元(ECU)处获得三角测量的车辆位置和车辆运动数据，所述三角测量的车辆位置从导航系统获得；
使用所述三角测量的车辆位置和所述车辆运动数据计算所估算的车辆位置；
计算所估算的车辆位置存在于三角测量的车辆位置的误差界限内的概率；以及
当所述概率表示所估算的车辆位置不存在于误差界限内时，执行车辆上的任务。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述任务包括启动在车辆的电子控制单元ECU的故障标记。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述获得步骤进一步包括：
从车辆惯性测量单元(IMU)接收所述车辆运动数据，所述车辆电子控制单元(ECU)被配置为通过控制器局域网(CAN)总线与车辆惯性测量值(IMU)相连通；
其中，所述车辆运动数据包括x轴方向上的第一车辆速度、y轴方向上的第二车辆速度和车辆偏航率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计算步骤进一步包括计算与所述估算的车辆位置相关联的所估算的分布值；以及
使用所述三角形的车辆位置、所述估算的车辆位置和所述估算的分布值来计算所述概率。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述计算步骤进一步包括使用自适应的随机滤波器来计算所述估算的车辆位置和所述估算的分布值。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述计算步骤进一步包括使用卡尔曼滤波器来计算所述估算的车辆位置和所述估算的分布值。
7.一种监测车辆上的导航系统的性能的系统，其中，包括：
所述导航系统，其被配置为提供与所述导航系统的操作相关联的所检测到的车辆位置和精度规格；
至少一个车辆运动传感器，其被配置为用于提供车辆运动数据；以及
分析模块，其被配置为：
使用所述精度规格确定所检测到的车辆位置所处的区域；
基于所检测到的车辆位置和车辆运动数据来计算所估算的车辆位置和相关联的所估算的分布值；
计算所估算的车辆位置存在于所述区域内的概率；以及
当概率小于预定义的阙值时，设置车辆上的故障标记。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述车辆运动数据包括x轴方向上的第一车辆速度y轴方向上的第二车辆速度和车辆偏航率。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述分析模块被进一步配置为：
比较所述概率与所述预定义的阈值；以及
当所述概率不少于所述预定义的阈值时，
确定所述估算的车辆的位置位于所述精度规格所指示的可接受的误差余量内；以及
确定所述导航系统在正常操作范围内起作用。
10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述分析模块被配置为通过以下方法确定区域：
估算所述导航系统的所述精度规格以鉴别所述导航系统的操作的误差余量；以及
基于所鉴别的误差余量，鉴别所述区域；
其中，所述区域包括圆及半径，所述被检测车辆位置处于所述圆的中央，所述半径由所述导航系统的所述精度规格表示。
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