CN110411451A - 一种车辆精准定位系统 - Google Patents

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金庆江
曾建勤
胡章青
柏龙灏
闫志敏
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    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations

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Abstract

本发明提出的一种车辆精准定位系统，包括：精确定位开启模块、定位信息采集模块、弦长求取模块、路程累计模块和故障定位模块。弦长求取模块，用于获取定位信息采集模块最近两次的定位信息，并获取所述最近两次的定位信息对应的定位点之间的直线距离；弦长求取模块还用于结合所述直线距离和地球半径计算所述直线距离在地球表面对应的弧长；路程累计模块，用于对弦长求取模块输出的弧长进行累加。本发明提出的一种车辆精准定位系统，根据地球特性，求取两个定位点之间的直线距离后，进一步获取对应的弧长作为两个定位点之间的路程长度，消除了弧长与直线距离之间的误差，进一步提高了两个定位点之间的路程计算精确度。

Description

一种车辆精准定位系统
技术领域
本发明涉及车辆定位技术领域，尤其涉及一种车辆精准定位系统。
背景技术
车辆定位是必不可少的，但是现有车辆定位都是根据建筑标志等对车辆位置进行描述，误差范围较大。尤其是对于向高速等建筑稀少的路段，更加是只能通过提前设置的里程碑进行定位描述，定位误差与里程碑密度直接相关。
可见，现有的定位方式并不适合高速等标志稀少的地方，难以保证定位精度。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种车辆精准定位系统。
本发明提出的一种车辆精准定位系统，包括：
精确定位开启模块，用于生成触发信号和终止信号，触发信号中包含作为参照位置的触发信号生成位置；
定位信息采集模块，用于在接收到触发信号后间隔式获取定位信息，直至接收到终止信号；
弦长求取模块，用于获取定位信息采集模块最近两次的定位信息，并获取所述最近两次的定位信息对应的定位点之间的直线距离；弦长求取模块还用于结合所述直线距离和地球半径计算所述直线距离在地球表面对应的弧长；
路程累计模块，用于对弦长求取模块输出的弧长进行累加；
故障定位模块，分别连接精确定位开启模块和路程累计模块，用于根据参照位置和路程累计模块输出的累加值对当前故障位置进行定位。
优选的，定位信息采集模块与弦长求取模块双向通信连接，弦长求取模块用于在定位信息采集模块每获取一个定位信息时进行一次弧长计算，定位信息采集模块用于在弦长求取模块每输出一个弧长时获取一个新的定位信息。
优选的，定位信息采集模块周期性获取定位信息。
优选的，定位信息采集模块获取的定位信息包括经纬度，弦长求取模块用于将经纬度代入预设的三维坐标计算模型计算定位点的三维坐标，并用于根据三维坐标计算所述最近两次的定位信息对应的定位点之间的直线距离。
优选的，三维坐标计算模型为：
(Xj,Yj,Zj)为第j个定位点的三维坐标值,j≥1，jlat为第j个定位点的经度，jlon为第j定位点的纬度，r为地球半径。
优选的，弦长求取模块用于将所述直线距离代入预设的弧长计算模型计算最近定位点与上一个定位点之间所述直线距离对应的弧长；
弧长计算模型为：
优选的，路程累计模块中预设有路程累计模型：
其中，n为定位点总数量。
优选的，路程累计模块中预设有路程累计模型：
其中，n为定位点总数量，L1为第一个定位点与参照位置之间的直线距离，(X0,Y0,Z0)为参照位置的三维坐标，并包含在触发信号中；各定位点与参照位置采用同一个三维坐标系标定坐标值。
优选的，故障定位模块还用于将当前故障位置发送给交通指挥中心。
本发明提出的一种车辆精准定位系统，根据地球特性，求取两个定位点之间的直线距离后，进一步获取对应的弧长作为两个定位点之间的路程长度，消除了弧长与直线距离之间的误差，进一步提高了两个定位点之间的路程计算精确度。
本发明中，通过将监控路程分割为多段路程进行累加计算，尽可能避免了每相邻两个定位点之间的路程弯折程度对路程长度计算的影响，有利于保证监控路程统计的精确。
本发明中，根据各定位点的经纬度，便可计算每相邻两个定位点之间的直线距离，以便进一步根据相交弦定理求取对应的弧长作为相邻两个定位点之间的路程长度。如此，本发明中，通过坐标值对定位点精确到点值进行定位，提高了定位精确度，根据坐标值对两个坐标点之间的直线距离进行计算，简单高效。且，本发明中通过引入经纬度，不需要建立三维坐标系便可获得各定位点的三维坐标，过程简单高效。
附图说明
图1为本发明提出的一种车辆精准定位系统结构图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种车辆精准定位系统，包括：精确定位开启模块、定位信息采集模块、弦长求取模块、路程累计模块和故障定位模块。
精确定位开启模块，用于生成触发信号和终止信号，触发信号中包含作为参照位置的触发信号生成位置。具体实施时，本实施方式中，对于参照位置可采用建筑特征进行标注，例如“A高速收费站”；也可采用已经设置的路标进行标注，例如“A高速150公里”等。
定位信息采集模块，用于在接收到触发信号后间隔式获取定位信息，直至接收到终止信号。具体的，本实施方式中，定位信息采集模块获取的定位信息包括经纬度，以便通过经纬度对定位点进行精准定位。
弦长求取模块，用于获取定位信息采集模块最近两次的定位信息，并获取所述最近两次的定位信息对应的定位点之间的直线距离。弦长求取模块还用于结合所述直线距离和地球半径计算所述直线距离在地球表面对应的弧长。
具体的，本实施方式中，弦长求取模块用于将经纬度代入预设的三维坐标计算模型计算定位点的三维坐标，并用于根据三维坐标计算所述最近两次的定位信息对应的定位点之间的直线距离。
具体的，三维坐标计算模型为：
(Xj,Yj,Zj)为第j个定位点的三维坐标值,j≥1，jlat为第j个定位点的经度，jlon为第j定位点的纬度，r为地球半径。
如此，本实施方式中，通过三维坐标建模，对定位点精确到点值进行定位，提高了定位精确度。根据坐标值对两个坐标点之间的直线距离进行计算，简单高效。本实施方式中，根据地球特性，求取两个定位点之间的直线距离后，进一步获取对应的弧长作为两个定位点之间的路程长度，消除了弧长与直线距离之间的误差，进一步提高了两个定位点之间的路程计算精确度。
具体的，本实施方式中，弦长求取模块用于将所述直线距离代入预设的弧长计算模型计算最近定位点与上一个定位点之间所述直线距离对应的弧长；
弧长计算模型为：
如此，本实施方式中，根据各定位点的经纬度，便可计算每相邻两个定位点之间的直线距离，以便进一步根据相交弦定理求取对应的弧长作为相邻两个定位点之间的路程长度。
路程累计模块，用于对弦长求取模块输出的弧长进行累加。
如此，本实施方式中，通过将监控路程分割为多段路程进行累加计算，尽可能避免了每相邻两个定位点之间的路程弯折程度对路程长度计算的影响，有利于保证监控路程统计的精确。
本实施方式中，定位信息采集模块与弦长求取模块双向通信连接，弦长求取模块用于在定位信息采集模块每获取一个定位信息时进行一次弧长计算，定位信息采集模块用于在弦长求取模块每输出一个弧长时获取一个新的定位信息。如此，避免了定位点的堆积，保证了每相邻两个定位点之间的路程程度的实时计算，有利于避免由于定位点堆叠造成的计算误差。
具体实施时，也可设置定位信息采集模块周期性获取定位信息，以便控制每相邻两个定位点之间的路程长度，从而控制计算误差。
故障定位模块，分别连接精确定位开启模块和路程累计模块，用于根据参照位置和路程累计模块输出的累加值对当前故障位置进行定位。例如，本实施方式中，当路程累计模块输出的累加值为150公里时，如果参照位置为“A高速收费站”，则当前故障位置定位为“A高速上距A高速收费站150公里”；如果参照位置为“A高速150公里”，则当前故障位置定位为“A高速300公里”。
具体的，路程累计模块中预设有路程累计模型：
其中，n为定位点总数量。
本实施方式中，为了保证路程统计的精确程度，定位信息采集模块在接收到触发信号后即时开始获取定位信息，以尽可能缩小第一个定位点与参照位置之间的距离。
具体的，路程累计模块中预设的路程累计模型也可为：
其中，n为定位点总数量，L1为第一个定位点与参照位置之间的直线距离，(X0,Y0,Z0)为参照位置的三维坐标，并包含在触发信号中。
如此，本实施方式中，以参照位置作为路程统计的起始点，精确度高。本实施方式中，各定位点与参照位置采用同一个三维坐标系标定坐标值。具体的，本实施方式中，可设置参照位置均为提前设置，即各车辆只能在预设设置的参照位置获得触发信号，以启动该精准定位系统。具体可设置成，车辆手动输入系统热备信号后，当精确定位开启模块获取到高速放行信号则生成触发信号；或者，车辆手动输入系统热备信号后，当精确定位开启模块通过相连接的图像采集装置获取到可识别的图像则生成触发信号，可识别的图像可采用统一设置的标志，例如高速名称、高速里程标志等。
本实施方式中，终止信号的生成手动控制。
本实施方式中，故障定位模块还用于将当前故障位置发送给交通指挥中心，以便进行故障统计。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车辆精准定位系统，其特征在于，包括：
精确定位开启模块，用于生成触发信号和终止信号，触发信号中包含作为参照位置的触发信号生成位置；
定位信息采集模块，用于在接收到触发信号后间隔式获取定位信息，直至接收到终止信号；
弦长求取模块，用于获取定位信息采集模块最近两次的定位信息，并获取所述最近两次的定位信息对应的定位点之间的直线距离；弦长求取模块还用于结合所述直线距离和地球半径计算所述直线距离在地球表面对应的弧长；
路程累计模块，用于对弦长求取模块输出的弧长进行累加；
故障定位模块，分别连接精确定位开启模块和路程累计模块，用于根据参照位置和路程累计模块输出的累加值对当前故障位置进行定位。
2.如权利要求1所述的车辆精准定位系统，其特征在于，定位信息采集模块与弦长求取模块双向通信连接，弦长求取模块用于在定位信息采集模块每获取一个定位信息时进行一次弧长计算，定位信息采集模块用于在弦长求取模块每输出一个弧长时获取一个新的定位信息。
3.如权利要求1所述的车辆精准定位系统，其特征在于，定位信息采集模块周期性获取定位信息。
4.如权利要求1或2或3准定位系统，其特征在于，定位信息采集模块获取的定位信息包括经纬度，弦长求取模块用于将经纬度代入预设的三维坐标计算模型计算定位点的三维坐标，并用于根据三维坐标计算所述最近两次的定位信息对应的定位点之间的直线距离。
5.如权利要求4述的车辆精准定位系统，其特征在于，三维坐标计算模型为：
(Xj,Yj,Zj)为第j个定位点的三维坐标值,j≥1，jlat为第j个定位点的经度，jlon为第j定位点的纬度，r为地球半径。
6.如权利要求5述的车辆精准定位系统，其特征在于，弦长求取模块用于将所述直线距离代入预设的弧长计算模型计算最近定位点与上一个定位点之间所述直线距离对应的弧长；
弧长计算模型为：
7.如权利要求6述的车辆精准定位系统，其特征在于，路程累计模块中预设有路程累计模型：
其中，n为定位点总数量。
8.如权利要求6述的车辆精准定位系统，其特征在于，路程累计模块中预设有路程累计模型：
其中，n为定位点总数量，L1为第一个定位点与参照位置之间的直线距离，(X0,Y0,Z0)为参照位置的三维坐标，并包含在触发信号中；各定位点与参照位置采用同一个三维坐标系标定坐标值。
9.如利要求1所述的车辆精准定位系统，其特征在于，故障定位模块还用于将当前故障位置发送给交通指挥中心。
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