CN106710281A - 车辆定位数据获取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种车辆定位数据获取方法及装置，所述车辆定位数据获取方法包括：获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据；所述当前GPS数据无效或水平精度因子大于设定阈值时，检测所述第一车辆通信范围内的通信设备；采集所述通信设备的GPS数据以及所述通信设备与所述第一车辆的距离信息；根据所述有效GPS数据、所述通信设备的GPS数据以及所述距离信息中至少一个参数计算并输出所述第一车辆的定位数据。车辆定位数据获取方法及装置在车载GPS模块失效、GPS天线损坏时，基于车辆通信范围内的通信设备进行计算以及根据车辆有效GPS数据进行航位推算，实时准确的提供车辆定位数据。
Description
技术领域
本发明涉及车联网通信领域，尤其涉及一种车辆定位数据获取方法及装置。
背景技术
随着汽车行业的发展以及城市道路的日渐复杂，在车辆上装配全球定位系统(Global Positioning System,GPS)已成为越来越多车辆的选择。GPS是一种卫星定位装置，通过卫星对接入点进行定位，从而了解接入点所在方位。车辆在行驶过程中可以通过GPS实时了解车辆的方位以及导航信息，GPS的使用为出行带来了很多便利。
现有技术中，车载卫星定位装置主要是用在汽车导航领域。车辆用户只要将目的地输入GPS中，GPS就能够实时获取车辆的位置信息，并发送给后台数据中心，然后根据内置的电子地图自动计算出最合适的路线，并在车辆行驶过程中实时提醒驾驶员注意路线和行程。其中，车辆定位数据的精确获取是车辆导航中重要的一步。
但是，现有技术中，由于车辆定位数据的获取依赖车载GPS模块，当车载GPS模块失效、GPS天线损坏时，GPS模块不能正常工作，无法获取车辆定位数据，这使得单独使用GPS来导航定位不能连续地为运动中的车辆提供导航定位信息；同时，GPS模块的定位数据误差太大而车辆用户不能发现时，车辆定位数据不准确，导致导航信息出现错误，给车辆用户带来了极大的困扰。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何实时准确的提供车辆定位数据。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种车辆定位数据获取方法，所述车辆定位数据获取方法包括：
获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据；
所述当前GPS数据无效或水平精度因子大于设定阈值时，检测所述第一车辆通信范围内的通信设备；
采集所述通信设备的GPS数据以及所述通信设备与所述第一车辆的距离信息；
根据所述有效GPS数据、所述通信设备的GPS数据以及所述距离信息中至少一个参数计算并输出所述第一车辆的定位数据。
可选的，所述当前GPS数据有效或所述水平精度因子小于等于设定阈值时，采用当前GPS数据作为所述第一车辆的定位数据。
可选的，所述第一车辆通信范围内无所述通信设备时，根据所述有效GPS数据进行航位推算，计算所述第一车辆的定位数据。
可选的，所述通信设备包括路边单元和第二车辆。
可选的，采集所述路边单元的GPS数据以及所述路边单元与所述第一车辆的距离信息，得到所述第一车辆的定位数据。
可选的，采集所述第二车辆的GPS数据、车辆标识信息以及所述第二车辆与所述第一车辆的距离信息、方向信息，得到所述第一车辆的定位数据；其中，所述车辆标识信息包括所述第二车辆的位置信息、行驶速度信息和方向信息。
可选的，所述第二车辆与所述第一车辆的距离信息、方向信息通过所述第一车辆的车载雷达探测得到。
为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种车辆定位数据获取装置，车辆定位数据获取装置包括：
第一采集模块，获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据；
探测模块，所述当前GPS数据无效或水平精度因子大于设定阈值时，检测所述第一车辆通信范围内的通信设备；
第二采集模块，采集所述通信设备的GPS数据以及所述通信设备与所述第一车辆的距离信息；
定位数据输出模块，根据所述有效GPS数据、所述通信设备的GPS数据以及所述距离信息中至少一个参数计算并输出所述第一车辆的定位数据。
可选的，在所述当前GPS数据有效或所述水平精度因子小于等于设定阈值时，所述定位数据输出模块采用所述车载GPS获取所述第一车辆的定位数据；
所述第一车辆通信范围内无所述通信设备时，所述定位数据输出模块根据所述有效GPS数据进行航位推算，计算所述第一车辆的定位数据。
可选的，所述第二采集模块采集所述第二车辆的GPS数据、车辆标识信息以及所述第二车辆与所述第一车辆的距离信息、方向信息，得到所述第一车辆的定位数据；其中，所述车辆标识信息包括所述第二车辆的位置信息、行驶速度信息和方向信息。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明实施例通过获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据，在当前GPS数据无效或水平精度因子大于设定阈值时，采集第一车辆通信范围内的通信设备的GPS数据以及所述通信设备与所述第一车辆的距离信息，根据所述有效GPS数据、所述通信设备的GPS数据以及所述距离信息中至少一个参数计算并输出所述第一车辆的定位数据；在车载GPS模块失效、GPS天线损坏时，基于车辆通信范围内的通信设备进行计算以及根据车辆有效GPS数据进行航位推算，实时准确的提供车辆定位数据。
附图说明
图1是本发明实施例一种车辆定位数据获取方法流程图；
图2是本发明实施例另一种车辆定位数据获取方法流程图；
图3是本发明实施例一种计算车辆定位数据方法流程图；
图4是本发明实施例一种车载定位装置示意图；
图5是本发明实施例一种车辆定位数据获取装置结构示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，现有技术中，由于车辆定位数据的获取依赖车载GPS模块，当车载GPS模块失效、GPS天线损坏时，GPS模块不能正常工作，无法获取车辆定位数据；GPS模块的定位数据误差太大而用户不能发现时，车辆定位不准确，给用户带来困扰。
本发明实施例通过获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据，在当前GPS数据无效或水平精度因子大于设定阈值时，采集第一车辆通信范围内的通信设备的GPS数据以及所述通信设备与所述第一车辆的距离信息，根据所述有效GPS数据、所述通信设备的GPS数据以及所述距离信息中至少一个参数计算并输出所述第一车辆的定位数据；在车载GPS模块失效、GPS天线损坏时，基于车辆通信范围内的通信设备和车辆有效GPS数据，实时准确的提供车辆定位数据。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例一种车辆定位数据获取方法流程图。
请参照图1，所述车辆定位数据获取方法包括，步骤S101，获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据。
本实施例中，GPS是一种无线电卫星导航定位装置，能够实时地为第一车辆提供导航和定位信息。车辆定位数据获取方法获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据。但GPS要求第一车辆对卫星有直接的可见性才能发挥正常的定位功能。在第一车辆遇到城市高层建筑物、林荫道、立交桥及涵洞隧道等时，车载GPS模块所收到的导航卫星的信号质量会明显地下降，甚至出现信号丢失现象。在第一车辆的车载GPS模块失效、GPS天线损坏时，GPS模块不能正常工作，无法获取第一车辆的当前GPS数据。在这种情况下，获取第一车辆的有效GPS数据。其中，第一车辆的GPS数据为第一车辆的经纬度坐标。
步骤S102，当前GPS数据无效或水平精度因子大于设定阈值时，检测第一车辆通信范围内的通信设备。
本实施例中，所述当前GPS数据有效或所述水平精度因子小于等于设定阈值时，采用当前GPS数据作为所述第一车辆的定位数据。
在车载GPS模块不能正常工作，无法获取第一车辆的当前GPS数据时，当前GPS数据无效；车载GPS模块在工作过程中出现问题导致当前GPS数据出现误差，所述误差采用当前GPS数据的水平精度因子进行判定。其中，水平精度因子(Horizontal Dilution of Precision,HDOP)为水平2D坐标精度因子。
具体实施中，HDOP是衡量定位精度的因子，当前GPS数据的HDOP是第一车辆的当前GPS数据中纬度和经度的误差平方和的开根号值，代表GPS测距误差造成的车载接收机与空间卫星间的距离矢量放大因子。当前GPS数据的HDOP的值大于2时，表示当前GPS数据不准确，不能作为第一车辆的定位数据信息。在这种情况下，需要检测第一车辆通信范围内的通信设备。
可以理解的是，本实施例将设定阈值设为2，在实际的应用环境中，所述设定阈值可以做适应性的调整。
本实施例中，所述通信设备包括路边单元(Road Side Unit,RSU)和第二车辆。
具体实施中，路边单元为安装在道路一侧用以与行驶中的车辆进行通讯的装置；路边单元汇总分析车辆群信息、路段交通信息、交通灯信息等。第一车辆在行驶过程中，通过车载通信系统采用专用短程通信技术DSRC(Dedicated Short Range Communication)与路边单元进行通讯。通信范围由DSRC可作用的距离决定，DSRC的覆盖范围最高达300米，当第一车辆与路边单元的距离超过300米时，第一车辆将无法获取路边单元的位置信息。
具体实施中，第一车辆和第二车辆均安装有车车通信系统，通过车对车通讯技术(Vehicle-to-Vehicle,V2V)进行通信。V2V通信需要一个无线网络，第一车辆和第二车辆通过无线网络互相传送信息；V2V是一种网状网络，网络中的节点，包括汽车、智能交通灯等，可以发射、获取并转发信号。网络上5-10个节点的跳跃就能收集一英里外的交通状况。V2V技术使用的是DSRC，由美国联邦通讯委员会(Federal Communications Commission,FCC)和国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)设立通信标准。DSRC的覆盖范围最高达300米。当第一车辆和第二车辆的距离超过300米时，第一车辆将无法获取第二车辆的位置信息信息。
步骤S103，采集所述通信设备的GPS数据以及所述通信设备与所述第一车辆的距离信息。
本实施例中，当第一车辆与路边单元的距离在通信范围内时，第一车辆与路边单元进行DSRC通讯，获取路边单元的GPS数据，并将所述GPS数据打包输入至车载雷达系统中。车载雷达根据所述GPS数据探测出第一车辆与路边单元的距离、方向角信息。
本实施例中，第一车辆采集所述第二车辆的GPS数据、车辆标识信息以及所述第二车辆与所述第一车辆的距离信息、方向信息；其中，所述车辆标识信息包括所述第二车辆的位置信息、行驶速度信息和方向信息。当第一车辆与第二车辆的距离在通信范围内时，第一车辆与第二车辆进行DSRC通讯，获取第二车辆的GPS数据，并将所述GPS数据打包输入至车载雷达系统中。车载雷达根据所述GPS数据探测出第一车辆与第二车辆的距离、方向角信息以及第二车辆行驶速度信息、驾驶方向。
步骤S104，根据有效GPS数据、通信设备的GPS数据以及距离信息中至少一个参数计算并输出所述第一车辆的定位数据。
本实施例中，所述第一车辆通信范围内无所述通信设备时，根据所述有效GPS数据进行航位推算，计算所述第一车辆的定位数据。
具体实施中，航位推算(Dead Reckoning,DR)是一种常用的导航定位技术，基本原理是利用方向传感器和速度传感器来测量位移矢量，进而推算第一车辆的当前位置，可以实现连续自主式定位。航位推算根据所述有效GPS数据确定第一车辆的相对位置和方向。
具体实施中，第一车辆在tk时间的位置可表示为： 其中，tk时间表示第一车辆当前位置所处的时间；(x0,y0)是第一车辆在t0时间的初始位置，即第一车辆的有效GPS数据，(xk,yk)为车辆在tk时间的当前位置。si和θi分别是车辆从ti时间的位置(xi,yi)到ti+1时间的位置(xi+1,yi+1)的位移矢量的长度和绝对航向。
本实施例中，所述第一车辆通信范围内有路边单元时，根据车载雷达探测出的第一车辆与路边单元的距离、方向角信息计算第一车辆的定位数据。
本实施例中，所述第一车辆通信范围内有第二车辆时，根据车载雷达探测出的第一车辆与第二车辆的距离、方向角信息以及第二车辆行驶速度信息、驾驶方向信息计算第一车辆的定位数据。
图2是本发明实施例另一种车辆定位数据获取方法流程图。
请参照图2，所述车辆定位数据获取方法包括：步骤S201，获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据。
步骤S202，判断当前GPS数据是否无效或水平精度因子是否大于2，如果是，则进入步骤S203，否则进入步骤S204。
步骤S203，判断第一车辆通信范围内是否有通信设备，如果有，则进入步骤S205，否则进入步骤S207。
步骤S204，使用当前GPS数据。
本实施例中，由于当前GPS数据有效或水平精度因子小于2，满足精度要求，故使用当前GPS数据作为第一车辆当前的定位数据。
步骤S205，获取通信设备的GPS数据。
步骤S206，计算第一车辆的定位数据。
步骤S207，根据通信设备的GPS数据进行航位推算。
具体实施方式可参考前述相应实施例，此处不再赘述。
图3是本发明实施例一种计算车辆定位数据方法流程图。
请参照图3，计算车辆定位数据方法包括：步骤S301，获取第二车辆的GPS数据。
本实施例中，计算车辆定位数据方法是在第一车辆的通信范围内存在第二车辆的情况下。
步骤S302，采集第二车辆的行驶信息以及与第一车辆的距离信息。
本实施例中，当第一车辆与第二车辆的距离在通信范围内时，第一车辆与第二车辆进行DSRC通讯，获取第二车辆的GPS数据，并将所述GPS数据打包输入至车载雷达系统中。车载雷达根据所述GPS数据探测出第一车辆与第二车辆的行驶信息以及与第一车辆的距离信息，行驶信息包括第二车辆行驶速度信息、驾驶方向。
步骤S303，将第二车辆的GPS数据转换为二维坐标。
本实施例中，由于第一车辆获取到的第二车辆的GPS数据为经纬度信息，为了方便计算，将所述经纬度转换为二维坐标。
步骤S304，根据第二车辆的二维坐标、行驶信息以及与第一车辆的距离信息计算第一车辆的二维坐标。
具体实施中，第一车辆的二维坐标与第二车辆的二维坐标以及第一车辆与第二车辆的方向角有关。
步骤S305，将第一车辆的二维坐标转换为GPS数据。
具体实施方式可参考前述相应实施例，此处不再赘述。
图4是本发明实施例一种车载定位装置示意图。
请参照图4，车载定位装置包括：车载GPS401；车载显示模块403。
本实施例中，在车载GPS模块可以正常工作时，第一车辆的定位数据通过车载GPS401获得，并在车载显示模块403进行显示，提示车辆用户，以便做出相应的调整。
本实施例中，车载显示模块403可以实时地将获取到的第一车辆的定位数据与电子地图进行匹配，将定位数据以及导航信息可视化，方便车辆用户操作。
车辆定位数据获取装置402。
具体实施方式可参考前述相应实施例，此处不再赘述。
本实施例中，在第一车辆的车载GPS模块失效、GPS天线损坏时，GPS模块不能正常工作，无法获取第一车辆的当前GPS数据。在这种情况下，调用车辆定位数据获取装置402，获取第一车辆的定位数据，并在车载显示模块403进行显示，提示车辆用户。
本发明实施例的车载定位装置通过将通信设备、航位推算与车载GPS进行结合使用，保证在车载GPS的GPS数据无效时也能为行驶中的第一车辆提供准确的导航定位信息。利用GPS精确的定位结果辅助航位推算的初始化并且可以定期地用对航位推算的定位误差进行校正；在车载GPS无法定位时，车载定位装置可以自动地切换到车辆定位数据获取装置，直至车载GPS恢复正常接收后，装置再切换到车载GPS与DR的组合导航方式。
车辆定位数据获取装置402的具体结构可参照图5，图5是本发明实施例一种车辆定位数据获取装置结构示意图。
一并参照图4和图1，车辆定位数据获取装置402包括：第一采集模块501，获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据。
探测模块502，所述当前GPS数据无效或水平精度因子大于设定阈值时，检测所述第一车辆通信范围内的通信设备。
第二采集模块503，采集所述通信设备的GPS数据以及所述通信设备与所述第一车辆的距离信息。
定位数据输出模块504，根据所述有效GPS数据、所述通信设备的GPS数据以及所述距离信息中至少一个参数计算并输出所述第一车辆的定位数据。
在所述当前GPS数据有效或所述水平精度因子小于等于设定阈值时，定位数据输出模块504采用所述车载GPS获取所述第一车辆的定位数据。
所述第一车辆通信范围内无所述通信设备时，定位数据输出模块504根据所述有效GPS数据进行航位推算，计算所述第一车辆的定位数据。
第二采集模块503采集所述第二车辆的GPS数据、车辆标识信息以及所述第二车辆与所述第一车辆的距离信息、方向信息，得到所述第一车辆的定位数据；其中，所述车辆标识信息包括所述第二车辆的位置信息、行驶速度信息和方向信息。
具体实施方式可参考前述相应实施例，此处不再赘述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种车辆定位数据获取方法，其特征在于，包括：
获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据；
所述当前GPS数据无效或水平精度因子大于设定阈值时，检测所述第一车辆通信范围内的通信设备；
采集所述通信设备的GPS数据以及所述通信设备与所述第一车辆的距离信息；
根据所述有效GPS数据、所述通信设备的GPS数据以及所述距离信息中至少一个参数计算并输出所述第一车辆的定位数据。
2.根据权利要求1所述的车辆定位数据获取方法，其特征在于，所述当前GPS数据有效或所述水平精度因子小于等于设定阈值时，采用当前GPS数据作为所述第一车辆的定位数据。
3.根据权利要求1所述的车辆定位数据获取方法，其特征在于，所述第一车辆通信范围内无所述通信设备时，根据所述有效GPS数据进行航位推算，计算所述第一车辆的定位数据。
4.根据权利要求1所述的车辆定位数据获取方法，其特征在于，所述通信设备包括路边单元和第二车辆。
5.根据权利要求4所述的车辆定位数据获取方法，其特征在于，采集所述路边单元的GPS数据以及所述路边单元与所述第一车辆的距离信息，得到所述第一车辆的定位数据。
6.根据权利要求4所述的车辆定位数据获取方法，其特征在于，采集所述第二车辆的GPS数据、车辆标识信息以及所述第二车辆与所述第一车辆的距离信息、方向信息，得到所述第一车辆的定位数据；其中，所述车辆标识信息包括所述第二车辆的位置信息、行驶速度信息和方向信息。
7.根据权利要求6所述的车辆定位数据获取方法，其特征在于，所述第二车辆与所述第一车辆的距离信息和方向信息通过所述第一车辆的车载雷达探测得到。
8.一种车辆定位数据获取装置，其特征在于，包括：
第一采集模块，获取第一车辆的有效GPS数据和当前GPS数据；
探测模块，所述当前GPS数据无效或水平精度因子大于设定阈值时，检测所述第一车辆通信范围内的通信设备；
第二采集模块，采集所述通信设备的GPS数据以及所述通信设备与所述第一车辆的距离信息；
定位数据输出模块，根据所述有效GPS数据、所述通信设备的GPS数据以及所述距离信息中至少一个参数计算并输出所述第一车辆的定位数据。
9.根据权利要求8所述的车辆定位数据获取装置，其特征在于，在所述当前GPS数据有效或所述水平精度因子小于等于设定阈值时，所述定位数据输出模块采用所述车载GPS获取所述第一车辆的定位数据；
所述第一车辆通信范围内无所述通信设备时，所述定位数据输出模块根据所述有效GPS数据进行航位推算，计算所述第一车辆的定位数据。
10.根据权利要求8所述的车辆定位数据获取装置，其特征在于，所述第二采集模块采集所述第二车辆的GPS数据和车辆标识信息，以及所述第二车辆与所述第一车辆的距离信息和方向信息，得到所述第一车辆的定位数据；
其中，所述车辆标识信息包括所述第二车辆的位置信息、行驶速度信息和方向信息。
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