CN108931796A - 一种汽车定位的方法及定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车定位方法及系统，每隔Δt对汽车进行定位，首选卫星定位方式定位，包括将当前汽车位置设定为起始位置的步骤；检测当前卫星定位信号是否可以对汽车进行定位，如果可以实现汽车定位，将卫星定位的汽车位置信息作为当前汽车位置，结束本次定位；否则以起始位置为起点，根据汽车在Δt行驶的距离和行驶的方向，计算当前汽车位置，结束本次定位，该系统实现上述方法。本发明中，在无卫星定位信号的情况下，利用汽车行驶的距离和方向，继续定位。
Description
技术领域
本发明涉及汽车定位方法，特别是对行驶过程的汽车进行连续定位的方法及定位系统。
背景技术
卫星定位，如GPS 北斗等，和惯导定位是目前的两大主流定位技术，广泛应用于各个领域如汽车导航、车辆跟踪系统、轨迹记录、交通信息查询等。这两种技术各有特点：
1. 卫星定位是广域性的，不会存在累积误差但城市内效果差，在有遮挡和高建筑物情况下易因反射而接受到错误位置信息，甚至可能无法接受到定位数据；而且民用编码精度低，容易受到外界影响，如天空卫星状态、气候、电离层、对流层、空气、电磁波等因素都很容易对定位状态产生负面影响。
2. 惯导定位不依赖外部，不容易被干扰而且可以获得车辆车身信息但仍然存在民用精度差的问题，且其导航信息是经过积分而产生，存在累计误差，长期精度差，同时还对震动敏感，但发生较大震动时，定位信息会发生严重误差且需要花费大量时间才能校正回来。
对于要求较高定位精度的领域，如汽车定位，精细农业和共享单车等，在定位精度上要求便相对较高。定位精度不够便会造成轨迹混乱，跟地图不匹配，漂移等问题，传统定位系统无法满足汽车要求，本系统能产生高精度定位，通过多传感器之间的连续校正消除累计误差且在信号较弱情况下仍能正常工作从而满足共享汽车及其他项目要求。
目前，汽车在行驶过程中，一般可以采用GPS、北斗等卫星定位系统定位导航，但在行车路线上，有些地方不能接收到卫星定位信号，因此，在行车过程中，如果依靠卫星定位作为唯一的定位方式，在收不到卫星定位信号时不能定位。而目前，传统定位方式通过使用卫星模块定位，在Android系统上还可利用WIFI和基站进行辅助定位。但该定位方式存在平均精度不够等问题，容易受到外界影响且在信号较弱的地方便无法获得定位数据。
发明内容
本发明针对目前一般的定位系统不适合于汽车导航定位的不足，提供一种汽车定位方法，该方法以卫星定位为主，在没有卫星定位信号的时候，根据车行的距离和方位，推出下一个时间汽车所在的位置。
本发明实现其技术目的技术方案是：一种汽车定位方法，每隔Δt对汽车进行定位，首选卫星定位方式定位，包括以下步骤：
步骤1、将当前汽车位置设定为起始位置；
步骤2、检测当前卫星定位信号是否可以对汽车进行定位，如果可以实现汽车定位，将卫星定位的汽车位置信息作为当前汽车位置，结束本次定位；否则转向步骤3；
步骤3、以起始位置为起点，根据汽车在Δt行驶的距离和行驶的方向，计算当前汽车位置，结束本次定位。
本发明中，在无卫星定位信号的情况下，利用汽车行驶的距离和方向，继续定位。
进一步的，上述的汽车定位方法：所述的卫星定位信号包括GPS信号、北斗信号。
本发明还提供一种汽车定位系统，包括设置在汽车内的卫星定位系统和电子地图，处理系统，所述的处理系统获取当前卫星定位系统的定位信息，标记在电子地图上形成定位轨迹；还包括方位检测系统和距离检测系统；在卫星定位系统的信号消失时，Δt时间后，处理系统以电子地图上标记的定位轨迹的最后一点的地球坐标参数为基础，根据方位检测系统检测的行驶方向在地球坐标系统上的方位角，以距离检测系统检测的行驶距离为增量，确定下一个电子地图上的标记位置。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例1系统框图。
图2为本发明采用方位检测系统和距离检测系统定位原理。
具体实施方式
本实施例是一种汽车定位系统，如图1所示，包括设置在汽车内的卫星定位系统和电子地图，处理系统，处理系统获取当前卫星定位系统的定位信息，标记在电子地图上形成定位轨迹；还包括方位检测系统和距离检测系统；在卫星定位系统的信号消失时，Δt时间后，处理系统以电子地图上标记的定位轨迹的最后一点的地球坐标参数为基础，根据方位检测系统检测的行驶方向在地球坐标系统上的方位角，以距离检测系统检测的行驶距离为增量，确定下一个电子地图上的标记位置；Δt为设定的足够短的时间间隔，如图2所示，本实施例中的汽车行驶定位以GPS等卫星定位系统定位为基础，处理系统根据GPS定位信号，这个信号一般是大地坐标系统的参数，有的也是标明的是该点的经纬度，处理系统在一个足够短的时间内对GPS信号进行取样，将该时间点的GPS信号也就是一个点的经纬度，标注在电子地图上，连续的这些点就行成了一条汽车行驶轨迹，在实践中，有些地方GPS等卫星定位信号弱，不能由处理系统采样计算出在电子地图上的点，此时，处理系统借助方位检测系统和距离检测系统来定位，也就是在GPS等卫星定位系统的信号消失的时间，如图2所示，假设GPS等卫星定位系统的信号消失的时在电子地图上标记的是A点，此时由于没有GPS等卫星定位信号，则处理系统采用方位检测系统和距离检测系统来继续定位，在足够短的时间间隔Δt后，处理系统采样方位检测系统，计算其与电子地图上的经线或者纬线的角度，在地图上沿这个角度上向前移动距离检测系统检测到的距离即是下一个定位点B点，它正是定位轨迹的延续，这时取样时间间隔Δt足够小，可以认为行驶的距离就是沿该方向直线前进的距离。
采用上面的汽车定位系统的定位方法，每隔Δt时间对汽车进行定位，首选卫星定位方式定位，包括以下步骤：
S1、将当前汽车位置设定为起始位置。当前汽车位置可以是GPS等卫星定位系统的定位结果。
S2、检测当前卫星定位信号是否可以对汽车进行定位，如果可以实现汽车定位，将卫星定位的汽车位置信息作为当前汽车位置，结束本次定位；否则转向S3；
S3、以起始位置为起点，根据汽车在Δt行驶的距离和行驶的方向，计算当前汽车位置，结束本次定位。
本实施例中，主要利用相对位置和绝对位置推算出高精度定位值，其中相对位置主要是利用距离和方向模块推算得出；而绝对位置则是由卫星定位模块如GPS信号、北斗信号得出，且只利用该模块得出的高精度定位值作为辅助校正从而实现高精度定位。多种模块如地磁模块、霍尔模块、车辆里程计、OBD车速信息、瞬时高精度GPS定位数据和电子地图相互辅助校正，从而实现高精度定位以解决传统定位方法无法提供高精度定位问题。同时，也能在信号特别弱，无法获取GPS数据的地方提供相对较高精度的定位服务这是传统方式所无法提供的。
本实施例中，地磁模块类似于指南针，能获取到设备与正北的夹角。通过将此刻t1的角度与下一刻t1+Δt的角度计算差值，就能获取到设备下一刻前进方向。（即t1+Δt时刻相对于t1时刻的前进方向。）
当强磁扫过霍尔模块时，霍尔模块能灵敏地感应到。在车轮上安装好几个强磁点和霍尔模块，当车轮转动时，霍尔模块便能准确感应到，从而根据安装位置和感应到的强磁扫过次数便能准确算出经过的距离。
在t1时刻经纬度已知的情况下，当获得下一刻t2的前进方向和距离时，可根据以下算法推算出t2时刻的经纬度：
方法1：
方法2：
而本定位系统主要通过地磁模块、霍尔模块、OBD车辆里程计车速信息、电子地图和瞬时高精度GPS定位数据来实现位置判断。首先获取一个初始位置点实现初始化，然后利用地磁模块便可准确得出下一刻前进方向，同时利用霍尔模块便能取得前进距离，从而根据距离与角度便能准确的计算出任意时刻点的经纬度。且利用车辆里程计、OBD车速信息、瞬时高精度GPS定位数据和电子地图来进行辅助校正以消除累计误差。以卫星定位为辅，从而即可以在信号强时提供校正基准消除误差，又可以在信号弱时使系统仍可以正常使用。
如图1所示，传感器1是由霍尔器件，一系列强磁点和OBD构成距离检测系统，通过精确的安装，便能准确实时检测到是否经过强磁点，从而能推算出任意时间段内前进的距离，同时通过OBD获取里程和车速对系统距离和车速进行校正消除误差； 传感器2是由地磁模块和加速器模块构成，构成类似于指南针的器件，从而能实时检测到前进的方向； 而高精度定位模块则是利用卫星定位模块，提供初始值，且当信号强的时候便能提供高精度定位值进行校正以消除误差；电子地图模块则是能根据路况信息对已经经过高精度模块提供的高精度定位值校正的值在再进行进一步的校正。
Claims (3)
1.一种汽车定位方法，其特征在于：每隔Δt对汽车进行定位，首选卫星定位方式定位，包括以下步骤：
步骤1、将当前汽车位置设定为起始位置；
步骤2、检测当前卫星定位信号是否可以对汽车进行定位，如果可以实现汽车定位，将卫星定位的汽车位置信息作为当前汽车位置，结束本次定位；否则转向步骤3；
步骤3、以起始位置为起点，根据汽车在Δt行驶的距离和行驶的方向，计算当前汽车位置，结束本次定位；
Δt为设定的足够短的时间间隔。
2.根据权利要求1所述的汽车定位方法，其特征在于：所述的卫星定位信号包括GPS信号、北斗信号。
3.一种汽车定位系统，包括设置在汽车内的卫星定位系统和电子地图，处理系统，所述的处理系统获取当前卫星定位系统的定位信息，标记在电子地图上形成定位轨迹；其特征在于：还包括方位检测系统和距离检测系统；在卫星定位系统的信号消失时，Δt时间后，处理系统以电子地图上标记的定位轨迹的最后一点的地球坐标参数为基础，根据方位检测系统检测的行驶方向在地球坐标系统上的方位角，以距离检测系统检测的行驶距离为增量，确定下一个电子地图上的标记位置；Δt为设定的足够短的时间间隔。
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