CN108168567A - 一种基于电子地图实现高精度定位服务的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电子地图实现高精度定位服务的方法，首先在移动端上安装定位模块，并将向控制中心实时汇报定位数据；其次，控制中心将高精度电子地图与移动端上传的数据进行地图匹配，从而得到移动端的高精度定位信息和所在道路信息；最后，控制中心将高精度定位信息回传到移动终端，用作监控、报警等用途，控制端同时根据地图匹配结果向移动端发送传感器校正数据，优化移动端的传感器参数。本发明实现了特种或公共车辆在低成本配置下的高精度定位，使移动端只需要简单的配置就可以得到高精度定位信息。
Description
技术领域
本发明涉及导航定位方法，尤其涉及一种基于电子地图实现高精度定位服务方法。
背景技术
由于当今公共交通管制等需要快速合理地进行分配和实施，传统的定位系统已经无法适应现在的稠密的道路交通网络和人们对于公共交通的追求，不仅造价高而且定位精度误差较大。因此对于低成本且高精度的定位技术的需求便显得尤为明显。
现如今地图匹配算法研究较已成熟，文献"Zhang X,Wang Q,Wan D,Map matchingin road crossings of urban canyons based on road traverses and linearheading-change model[J].IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,2007,56(6):2795-2803"提出，Based on road traverses and a linear heading-changemodel可将考虑航向信息的MM(Map Matching)算法的无解析解的问题和MM算法在交通交叉口的歧义信息大大消除；且移动设备汽车早已遍及千家万户，人们只需要在自己的移动设备上简单的配置，便可得到高精度的定位信息。同时根据控制中心所提供的高精度电子地图，对于移动设备所提供的定位数据进行地图匹配并返回给移动设备，显然已经不成问题。再根据控制中心获取的高精度定位信息，可用作监控、报警等方向领域；这种简单的移动配置可增加用户使用率，因此提升定位系统的精度也就具有普遍性和实际性。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种通过移动端上传定位数据与控制中心的高精度电子地图信息进行地图匹配，以达到高精度定位要求的基于电子地图实现高精度定位服务的方法，实现了特种或公共车辆在低成本配置下的高精度定位，使移动端简单的配置得到高精度定位信息。
技术方案：一种基于电子地图实现高精度定位服务的方法，包括如下步骤：
S1、移动端安装定位和通信模块，向控制中心实时汇报定位数据，所述定位数据包括当前移动端编号、直接的定位结果以及辅助定位的数据；所述辅助定位的数据包括陀螺仪数据、里程计数据和视觉数据；
S2、控制中心配备电子地图，电子地图中有道路网络信息，区域信息及兴趣点信息；
S3、控制中心提供上传接口，接收移动端上传数据，且利用上传定位结果和电子地图道路网络进行地图匹配，得到当前该移动端的定位信息和所在道路信息；
S4、控制中心将上述定位信息回传到移动终端；
S5、控制中心基于地图匹配结果在道路转弯或者长时间直线运行的情况下，给移动端发送传感器改正数据；
S6、移动端根据改进的传感器参数进行优化计算。
所述步骤S1中，所述移动端向控制中心上传该移动端的定位数据，信息为以下类型：报文头为$GPPOS，报文尾为”\r\n”；正式报文为：
$GPPOS,车辆ID，可见卫星数，PDOP，经度，纬度，高度，速度，航向角，时间，定位模式，里程计计数，陀螺仪脉冲数，校验码,\r\n。
所述定位模式包括GNSS差分定位模式，GNSS单点定位模式，GNSS/DR组合定位模式和DR定位模式，可分别设置为代号1、代号2、代号3、代号4，以方便移动端与控制中心之间的数据交互。
所述步骤S3中，根据移动端上传的定位信息以及控制中心的电子地图进行地图匹配，具体服务器的工作原理如下：
S3.1、对每个车辆ID，启用一个线程维护计算，在每个线程里面，维护一个位置信息队列；
S3.2、新位置信息到达，利用该信息和历史信息，系统依据车辆ID分发到相关计算机的对应线程；
S3.3、该线程利用最新得到的初始位置的相关信息进行地图匹配，从而得到高精度位置信息和道路信息；
S3.4、如果持续得到某个车辆的位置信息，则利用地图匹配校正传感器参数，并回传移动端。
所述步骤S4中，基于http(HyperText Transfer Protocol)协议进行移动端与控制端之间的信息传递。这样方便移动端与控制端之间的信息传递。为了得到高精度位置服务，每次由移动端上传原始定位信息，经过控制中心的地图匹配处理后，再反馈给移动端，使得移动端及时修改自己的参数等服务；回传的参数为：
$GPPOSRES,车辆ID，校正经度，校正纬度，校正高度，校正速度，校正速度方向，当前路段ID，定位时间,校验码，\r\n。
所述步骤S4和S5之间，还包括控制中心将上述高精度定位信息用作监控和报警。
由于在移动端的传感器初始数据应该随着后来的回传的校正数据进行相应的改变，以便使得系统的定位精度以及接下的移动端的操作得到保证。所述步骤S6中，提供了里程计及陀螺仪参数的校正服务，报文格式如下：
$GPODOCOR,车辆ID，里程计系数，校验码，\r\n
$GPGYROCOR,车辆ID，陀螺仪零点，陀螺仪系数，校验码，\r\n。
有益效果：本发明利用高精度电子地图和定位数据结合，使得定位数据的精度得到了有效的提升，通过实时的的定位地图匹配，以及移动端的传感器设备的参数优化，使得整个系统在不增加成本的基础上，定位精度进一步得到保证,适用于公共交通或是特种车辆的使用。
附图说明
图1是本发明的电子地图实现高精度定位的整体框图；
图2是本发明的移动端与控制中心的信息交互图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1所示，一种基于电子地图实现高精度定位服务的方法，包括三大步骤：
步骤(1)、移动端安装定位模块和通信模块，将采集到的定位数据实时上传至控制中心的上传下行接口，定位数据包括当前移动端编号、直接的定位结果以及辅助定位数据(如陀螺仪、里程计、视觉数据)。
步骤(2)、控制中心配备有高精度电子地图，高精度电子地图包括高精度的道路网络信息、区域信息、兴趣点信息等；控制中心提供上传接口，接收移动端上传数据，利用上传定位数据结果和电子地图道路网络进行地图匹配，得到当前该移动端的高精度定位信息和所在道路信息；进一步地，将高精度定位结果用作监控和报警等用途。
步骤(3)、将步骤(2)中得到的移动端高精度定位和所在道路信息和传感器优化参数，通过上传下行接口回传到移动端，控制中心基于地图匹配结果在道路转弯或者长时间直线运行的情况下，给移动端发送传感器改正数据；移动端所接收的信息使移动端传感器参数进行优化，从而进一步提高定位精度，最终达到控制中心的高精度定位结果。
由于移动端安装了定位模块，所以移动端可以向控制中心上传该移动端的定位数据，信息可以是以下类型：报文头为$GPPOS,报文尾为”\r\n”；正式报文为：
$GPPOS,车辆ID，可见卫星数，PDOP，经度，纬度，高度，速度，航向角，时间，定位模式(GNSS差分，GNSS单点，GNSS/DR组合，DR等)，里程计计数，陀螺仪脉冲数，校验码,\r\n。
报文中提到的GNSS差分定位模式、GNSS单点定位模式、GNSS/DR组合定位模式、DR定位模式，可分别设置为代号1、代号2、代号3、代号4，以方便移动端与控制中心之间的数据交互。
如图2所示，步骤根据移动端上传的定位信息以及控制中心的高精度电子地图之间进行地图匹配，具体服务器的工作原理如下：
a、对每个车辆ID，启用一个线程维护计算，在每个线程里面，维护一个位置信息队列；
b、新位置信息到达，利用该信息和历史信息，系统依据车辆ID分发到相关计算机的对应线程；
c、该线程利于最新得到的初始位置相关信息进行地图匹配，将得到的高精度位置信息和道路信息；
d、如果持续得到某个车辆的位置信息，可以利用地图匹配校正传感器参数，并回传移动端。
对于原理c和背景技术中提到的地图匹配算法，不仅可以在考虑航向信息的地图匹配算法得到解析解还可以在复杂的道路网区域或道路交叉口得到更好地点估计性能。因此可以通过地图匹配算法得到高精度的定位信息。
其中，控制中心发回数据，都要基于http(HyperText Transfer Protocol)协议，这样方便移动端与控制端之间的信息传递。
高精度位置服务，每次由移动端上传，经过控制中心的处理，再反馈给移动端，使得移动端及时修改自己的参数等服务。回传的参数为：
$GPPOSRES,车辆ID，校正经度，校正纬度，校正高度，校正速度，校正速度方向，当前路段ID，定位时间,校验码\r\n
由于在移动端的传感器初始数据应该随着后来的回传的校正数据进行相应的改变，以便使得系统的定位精度以及接下的移动端的操作得到保证。例如，本发明提供的里程计及陀螺仪参数的校正服务，报文格式如下：
$GPODOCOR,车辆ID，里程计系数，校验码，\r\n
$GPGYROCOR,车辆ID，陀螺仪零点，陀螺仪系数，校验码，\r\n
综上，本发明将移动端和控制中心这两个电子地图作为高精度定位的组成部分，将移动端的定位数据与控制中心的地图进行匹配，以控制中心的高精度地图和移动端的定位模块为基础，实现移动端和控制中心之间的信息交互，如果仅凭步骤(1)的移动端的定位信息或是步骤(2)的控制中心的高精度地图信息，不能得到整体实时的高精度的定位信息。正是由于移动端和控制端之间的信息交互，得到了步骤(3)中的定位信息匹配的高精度定位信息。
Claims (7)
1.一种基于电子地图实现高精度定位服务方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、移动端安装定位和通信模块，向控制中心实时汇报定位数据，所述定位数据包括当前移动端编号、直接的定位结果以及辅助定位的数据；所述辅助定位的数据包括陀螺仪数据、里程计数据和视觉数据；
S2、控制中心配备电子地图，电子地图中有道路网络信息，区域信息及兴趣点信息；
S3、控制中心提供上传接口，接收移动端上传数据，且利用上传定位结果和电子地图道路网络进行地图匹配，得到当前该移动端的定位信息和所在道路信息；
S4、控制中心将上述定位信息回传到移动终端；
S5、控制中心基于地图匹配结果在道路转弯或者长时间直线运行的情况下，给移动端发送传感器改正数据；
S6、移动端根据改进的传感器参数进行优化计算。
2.根据权利要求1所述的基于电子地图实现高精度定位服务方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述移动端向控制中心上传该移动端的定位数据，信息为以下类型：报文头为$GPPOS，报文尾为”\r\n”；正式报文为：
$GPPOS,车辆ID，可见卫星数，PDOP，经度，纬度，高度，速度，航向角，时间，定位模式，里程计计数，陀螺仪脉冲数，校验码,\r\n。
3.根据权利要求1所述的基于电子地图实现高精度定位服务方法，其特征在于：所述定位模式包括GNSS差分定位模式，GNSS单点定位模式，GNSS/DR组合定位模式和DR定位模式，分别设置为代号1、代号2、代号3和代号4。
4.根据权利要求1所述的基于电子地图实现高精度定位服务方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据移动端上传的定位信息以及控制中心的电子地图进行地图匹配，具体服务器的工作原理如下：
S3.1、对每个车辆ID，启用一个线程维护计算，在每个线程里面，维护一个位置信息队列；
S3.2、新位置信息到达，利用该信息和历史信息，系统依据车辆ID分发到相关计算机的对应线程；
S3.3、该线程利用最新得到的初始位置的相关信息进行地图匹配，从而得到高精度位置信息和道路信息；
S3.4、如果持续得到某个车辆的位置信息，则利用地图匹配校正传感器参数，并回传移动端。
5.根据权利要求1所述的基于电子地图实现高精度定位服务方法，其特征在于，所述步骤S4中，基于http协议进行移动端与控制端之间的信息传递，每次由移动端上传原始定位信息，经过控制中心的地图匹配处理后，再反馈给移动端，使得移动端及时修改自己的参数等服务；回传的参数为：
$GPPOSRES,车辆ID，校正经度，校正纬度，校正高度，校正速度，校正速度方向，当前路段ID，定位时间,校验码，\r\n。
6.根据权利要求1所述的基于电子地图实现高精度定位服务方法，其特征在于，所述步骤S4和步骤S5之间，还包括控制中心将上述定位结果用作监控和报警。
7.根据权利要求1所述的基于电子地图实现高精度定位服务方法，其特征在于，所述步骤S6中，提供了里程计及陀螺仪参数的校正服务，报文格式如下：
$GPODOCOR,车辆ID，里程计系数，校验码，\r\n
$GPGYROCOR,车辆ID，陀螺仪零点，陀螺仪系数，校验码，\r\n。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180615 |
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