CN111024096A - 一种车辆定位数据上传方法和车载终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆定位数据上传方法和车载终端，方法包括：实时采集车辆状态并以一定的采样频率获取车辆的定位坐标，作为原始记录坐标；将预设时间间隔内的原始记录坐标按车辆状态对应的时间点进行分段归集；判断各归集点列中原始记录坐标的有效性，确定各归集点列中的有效定位点；计算车辆运动状态下各归集点列的有效定位点按照预设上传时间间隔上传时的最大上传量，选择最大上传量对应的有效定位点作为第一上传定位点并上传；根据车辆静止状态下各归集点列的有效定位点计算确定一个第二上传定位点并上传。本发明保障了上传有效定位点的准确和高效，并针对上传的车辆定位点之间的缺失进行计算补传，提高了车辆行驶定位数据的完整性。

Description

一种车辆定位数据上传方法和车载终端
技术领域
本发明涉及车联网技术领域，特别涉及一种车辆定位数据上传方法和车载终端。
背景技术
目前，车辆在行驶过程中可以通过带有卫星定位模块的车载终端记录车辆在不同时刻的位置坐标，并周期性上传对应时刻的位置坐标至服务器，然而在车辆行驶过程中，经常会存在车载终端的卫星定位模块无法接收到卫星定位信号的情况，造成车辆位置坐标定位点缺失或漂移，进而使得周期性上传的时间点位置坐标可能缺失或无效，无法保证上传位置坐标存在且有效，服务器端无法生成准确清晰的运动行驶轨迹，不利于对车辆行驶轨迹进行后续的运动分析。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆定位数据上传方法，大大提高了车辆轨迹缺失补偿的准确性和处理效率。
第一方面，提供了一种车辆定位数据上传方法，包括：
S1：实时采集车辆状态并以一定的采样频率获取车辆的定位坐标，作为原始记录坐标；
其中，车辆状态包括运动状态和静止状态；
S2：将预设时间间隔内的原始记录坐标按车辆状态对应的时间点进行分段归集；
S3：判断各归集点列中原始记录坐标的有效性，确定各归集点列中的有效定位点；
S4：计算车辆运动状态下各归集点列的有效定位点按照预设上传时间间隔上传时的最大上传量，选择最大上传量对应的有效定位点作为第一上传定位点并上传。
S5：根据车辆静止状态下各归集点列的有效定位点计算确定一个第二上传定位点并上传；
进一步地，还包括：
按时间顺序构建包括第一上传定位点和第二上传定位点的上传点序列；
计算上传点序列中相邻上传点之间的航向角变化是否大于预设第一航向角阈值；
若大于，计算相邻上传点之间每连续三个有效定位点之间的航向角之和是否大于预设第二航向角阈值，若大于，确定对应的有效定位点为拐点并上传。
进一步地，还包括：所述判断各归集点列中原始记录坐标的有效性，确定各归集点列中的有效定位点具体包括：
判断各归集点列中原始记录坐标对应时间的卫星信号信噪比及精度误差因子是否满足预设第一参数要求或预设第二参数要求；
满足预设第一参数要求的，确定为有效定位点；
满足预设第二参数要求的，判断为疑似有效定位点；
计算疑似有效定位点与其前后相邻的有效定位点之间的速度、加速度，判断其是否满足预设速度和预设加速度，若满足，判断该疑似有效定位点为有效定位点。
进一步地，所述计算车辆运动状态下各归集点列的有效定位点按照预设上传时间间隔上传时的最大上传量具体包括：
根据各归集点列中有效定位点对应的实际采集时间构建有效定位点对应的时间序列{Ta，…，Ti}；
确定{Ta，…，Ti}中位于(Ta+ΔT)时间段内的时间点{Ta，…，Td}；其中，ΔT为预设上传时间间隔；
分别以{Ta，…，Td}中各时间点Tj为起点,计算Tj+mΔT时间条件下对应的时间点数量{N1，…，NL}，其中a≤j≤d，m≥；
确定时间点的数量{N1，…，NL}中最大值Nmax，则Nmax为最大上传量。
进一步地，所述步骤S4还包括：
判断所述第一上传定位点中是否存在上传定位点缺失；
若存在，以其对应时间点的相邻最近的有效定位点为补传定位点并上传，或者
以其对应时间点前后相邻的两个有效定位点计算确定补传定位点并上传；
其中，计算确定补传定位点方法为：分别以两个有效定位点为圆心，以其各自对应的最大预估半径和最小预估半径作圆生成第一圆环和第二圆环；其中，最大预估半径和最小预估半径为根据两个有效定位点的当前速度、距离缺失的上传定位点的时间间隔、车辆本身最大加速度和最大制动力计算确定；
将第一圆环和第二圆环的相交区域作为缺失的所述上传定位点的缓冲区；
判断上传定位点缺失对应时间点是否存在原始记录坐标，若存在，确定所述两个有效定位点的连线上到原始记录坐标的最短距离点，最短距离点是否位于所述缓冲区；
若位于所述缓冲区，将所述最短距离点作为补传定位点。
若不存在原始记录坐标或最短距离点不在所述缓冲区内，将两个有效定位点的连线与缓冲区上位于所述连线两侧的最远距离两交点连线的交点作为补传定位点。
进一步地，所述预设第一参数要求为精度误差因子PDOP≤5，信噪比SNR≥20；所述预设第二参数要求为精度误差因子满足5<PDOP≤8，信噪比满足12<SNR<20。
进一步地，所述预设速度为180km/h，所述预设加速度为3.5m/s2。
进一步地，所述步骤S1还包括：实时检测获取的车辆的定位坐标是否连续缺失，当车辆的定位坐标连续缺失点数量大于预设值或连续缺失时长大于预设时长时，重启车载终端。
第二方面，提供一种车载终端，包括：定位模块、处理器、存储器、通信模块及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。
本发明技术有益效果：本发明技术方案通过将预设时间间隔内获取的车辆的定位坐标按车辆状态进行分段归集，并将车辆运动状态下各归集点列的有效定位点按照预设上传时间间隔上传时的最大上传量对应的有效定位点作为第一上传定位点并上传，将车辆静止状态下各归集点列的有效定位点计算确定一个第二上传定位点并上传；通过对定位坐标进行有效筛选，保证了有效定位点上传时间间隔均匀性和有效定位点上传数量，同时减少了上传压力；此外，通过判断上传点序列中相邻上传点之间是否存在拐点，对比现有技术中实时计算航向角来确定拐点大大减少了计算效率。
附图说明
图1为本发明车辆定位数据上传方法的流程图；
图2为本发明实施例确定补传定位点的示意图；
图3为本发明车载终端的原理框图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
如图1所示，本实施例公开了一种车辆定位数据上传方法，包括如下步骤：
S1：实时采集车辆状态并以一定的采样频率获取车辆的定位坐标，作为原始记录坐标；其中，车辆状态包括运动状态和静止状态；车辆静止状态的判断方式为：车载终端未检测到ACC信号，或者车载终端的加速度传感器检测到车辆加速度为零且在一段时间内车辆速度持续小于预设最低速度阈值，判定车辆为静止状态；否则车辆判定为运动状态。当然车辆状态还可以通过其他方式确定，如通过加速度信息计算速度确定。本发明实施例中，预设最低速度阈值为3km/h。
根据上述车辆状态的判定方法，本发明实施例中，假设获取的原始记录坐标记为{X1，…Xn，Xn+1…，Xn+m}，其中{Xn+1，…，Xn+m}定位坐标对应时间的车辆状态满足加速度传感器检测的加速度为零，且在其对应时间段内的车辆速度均小于3km/h，判定该时间段内车辆为静止状态；则{X1，…，Xn}定位坐标对应时间段车辆为运动状态。
在车载终端获取车辆的定位坐标时，还实时检测获取的车辆的定位坐标是否连续缺失，当车辆的定位坐标连续缺失点数量大于预设值或连续缺失时长大于预设时长时，重启车载终端。由于车载终端存在定位系统故障、障碍物遮挡或卫星切换等原因使得车载终端的定位一直处于搜索卫星状态而无法获取车辆的定位坐标，这时需要重新开机或复位解决一直无定位问题，本发明实施例中当车辆的定位坐标连续缺失点数量大于30个时重启车载终端，或者车辆的定位坐标连续缺失时长大于3分钟时重启车载终端。连续缺失点数量对应的预设值和连续缺失时长对应的预设时长可设置。
S2：将预设时间间隔内的原始记录坐标按车辆状态对应的时间点进行分段归集；
本发明实施例中，预设时间间隔可通过车载终端进行设置，如设置预设时间间隔为5分钟，在预设时间间隔对应的5分钟内获取的原始记录坐标先存储在车载终端，并根据上述实施例可得原始记录坐标{X1，…Xn，Xn+1…，Xn+m}按车辆状态可分为车辆运动状态下归集点列{X1，…，Xn}，车辆静止状态下的归集点列{Xn+1，…，Xn+m}。
S3：判断各归集点列中原始记录坐标的有效性，确定各归集点列中的有效定位点；
其中，有效定位点的确定方法具体包括：判断各归集点列中原始记录坐标对应时间的卫星信号信噪比及精度误差因子是否满足预设第一参数要求或预设第二参数要求；满足预设第一参数要求的，确定为有效定位点；满足预设第二参数要求的，判断为疑似有效定位点；计算疑似有效定位点与其前后相邻的有效定位点之间的速度、加速度，判断其是否满足预设速度和预设加速度，若满足，判断该疑似有效定位点为有效定位点。本发明实施例中，所述预设第一参数要求为精度误差因子PDOP≤5，信噪比SNR≥20；所述预设第二参数要求为精度误差因子满足5<PDOP≤8，信噪比满足12<SNR<20；所述预设速度为180km/h，所述预设加速度为3.5m/s2。
根据上述有效定位点的判断方法，本发明实施例中，车辆运动状态下归集点列{X1，…Xn}中的有效定位点列为{Xa，…，Xi}，其中1≤a≤i≤n；车辆静止状态下的归集点列{Xn+1，…，Xn+m}的有效定位点为{Xf，…，Xk}，其中n+1≤f≤≤f≤n+m。
S4：计算车辆运动状态下各归集点列的有效定位点按照预设上传时间间隔上传时的最大上传量，选择最大上传量对应的有效定位点作为第一上传定位点并上传。
该技术方案中，所述计算车辆运动状态下各归集点列的有效定位点按照预设上传时间间隔上传时的最大上传量具体包括：根据各归集点列中有效定位点{Xa，…，Xi}对应的实际采集时间构建有效定位点对应的时间序列{Ta，…，Ti}；确定时间序列{Ta，…，Ti}中位于(Ta+ΔT)时间段内的时间点{Ta，…，Td}，ΔT为预设上传时间间隔；分别以{Ta，…，Td}中各时间点Tj为起点,计算Tj+mΔT时间条件下对应的时间点数量{N1，…，NL}，其中a≤j≤d，m≥1；确定时间点的数量{N1，…，NL}中最大值Nmax，则Nmax为最大上传量。按照预设上传时间间隔选择最大上传量的有效定位点进行上传至服务器，对有效定位点进行筛选上传，降低了有效定位点的上传量和上传压力，同时保障了上传周期稳定性，提高了上传定位点的有效性，有利于生成准确高效的车辆定位行驶轨迹。
为保障上传定位点的完整性，本发明实施例中还包括：判断所述第一上传定位点中是否存在上传定位点缺失；若存在，以其对应时间点的相邻最近的有效定位点为补传定位点并上传，或者以其对应时间点前后相邻的两个有效定位点计算确定补传定位点并上传；其中，计算确定补传定位点方法为：分别以两个有效定位点为圆心，以其各自对应的最大预估半径和最小预估半径作圆生成第一圆环和第二圆环；其中，最大预估半径和最小预估半径为根据两个有效定位点的当前速度、距离缺失的上传定位点的时间间隔、车辆本身最大加速度和最大制动力计算确定；将第一圆环和第二圆环的相交区域作为缺失的所述上传定位点的缓冲区；判断上传定位点缺失对应时间点是否存在原始记录坐标，若存在，确定所述两个有效定位点的连线上到原始记录坐标的最短距离点，并判断最短距离点是否位于所述缓冲区；若位于所述缓冲区，将所述最短距离点作为补传定位点；由于车载终端的原始记录坐标中漂移点坐标的漂移规律大多为垂直于车辆行驶方向的偏离，两个有效定位点的连线方向近似为车辆的行驶方向重合，因而根据原始记录坐标和两有效定位点的连线确定补传定位点具有较高的准确性。若不存在原始记录坐标或最短距离点不在所述缓冲区内，将两个有效定位点的连线与缓冲区上位于所述连线两侧的最远距离两交点连线的交点作为补传定位点。如图2所示，两个有效定位点分别为A和B，A点最大预估半径Ra和最小预估半径ra作圆形成第一圆环，B点最大预估半径Rb和最小预估半径rb作圆形成第二圆环，其中，最大预估半径Ra为根据A点与缺失的上传定位点之间的时间间隔、A点当前速度、车辆本身最大加速度计算确定；如时间间隔为3秒，A点当前速度为10m/s，车辆本身最大加速度为3m/s2，则以距离、加速度时间公式S＝Vt+0.5at2可计算出车辆以A点为起点中心在3s的最大行驶距离，作为最大预估半径Ra：最小预估半径ra为根据A点与缺失的上传定位点之间的时间间隔、A点当前速度、车辆本身最大制动力计算确定；B点最大预估半径Rb和最小预估半径rb的计算原理和A点相同；如图2中所示，第一圆环与和第二圆环的重合区域为缓冲区，假设存在原始记录坐标D，D点到A点和B点连线的最短距离点为C1，C1位于缓冲区内即为补传定位点；若不存在原始记录坐标或最短距离点不在所述缓冲区内，则A点和B点连线与缓冲区上位于所述连线两侧的最远距离两交点E1、E2连线的交点C2作为补传定位点。
上述技术方案中，缺失的上传定位点根据相邻的有效定位点进行计算处理，计算参考基准准确性高，并结合有效定位点与缺失的上传定位点之间的时间间隔、有效定位点对应的速度、车辆本身最大加速度和最大制动力计算确定，提高了补传定位点的准确性。
S5：根据车辆静止状态下各归集点列的有效定位点计算确定一个第二上传定位点并上传；
为在服务器端生成较好的定位行驶轨迹，本发明实施例还包括：按时间顺序构建包括第一上传定位点和第二上传定位点的上传点序列；计算上传点序列中相邻上传点之间的航向角变化是否大于预设第一航向角阈值；若大于，计算相邻上传点之间每连续三个有效定位点之间的航向角之和是否大于预设第二航向角阈值，若大于，确定对应的有效定位点为拐点并上传。该技术方案通过计算相邻上传点之间的航向角变化，判断该时间段内车辆是否发生拐弯，确定车辆拐弯时的拐点并上传能够生成较好的车辆行驶轨迹，同时仅仅计算相邻上传点之间是否存在拐点，相比现有技术中实时计算拐点减少了计算量。
第二方面，提供一种车载终端，如图3所示，包括：定位模块1、处理器2、存储器3、通信模块4及存储在所述存储器3上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述所述车辆定位数据上传方法的步骤。定位模块1为北斗定位模块或GPS定位模块等，定位模块1采集车辆的定位坐标并存储在存储器3中，处理器2调用车辆的定位坐标并按计算机程序进行计算处理确定最终的上传定位点并通过通信模块4上传至服务器，以生成准确、完整的车辆定位行驶轨迹。
本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车辆定位数据上传方法，其特征在于，包括：
S1：实时采集车辆状态并以一定的采样频率获取车辆的定位坐标，作为原始记录坐标；
其中，车辆状态包括运动状态和静止状态；
S2：将预设时间间隔内的原始记录坐标按车辆状态对应的时间点进行分段归集；
S3：判断各归集点列中原始记录坐标的有效性，确定各归集点列中的有效定位点；
S4：计算车辆运动状态下各归集点列的有效定位点按照预设上传时间间隔上传时的最大上传量，选择最大上传量对应的有效定位点作为第一上传定位点并上传；
S5：根据车辆静止状态下各归集点列的有效定位点计算确定一个第二上传定位点并上传。
2.根据权利要求1所述的车辆定位数据上传方法，其特征在于，还包括：
按时间顺序构建包括第一上传定位点和第二上传定位点的上传点序列；
计算上传点序列中相邻上传点之间的航向角变化是否大于预设第一航向角阈值；
若大于，计算相邻上传点之间每连续三个有效定位点之间的航向角之和是否大于预设第二航向角阈值，若大于，确定对应的有效定位点为拐点并上传。
3.根据权利要求1所述的车辆定位数据上传方法，其特征在于，还包括：所述判断各归集点列中原始记录坐标的有效性，确定各归集点列中的有效定位点具体包括：
判断各归集点列中原始记录坐标对应时间的卫星信号信噪比及精度误差因子是否满足预设第一参数要求或预设第二参数要求；
满足预设第一参数要求的，确定为有效定位点；
满足预设第二参数要求的，判断为疑似有效定位点；
计算疑似有效定位点与其前后相邻的有效定位点之间的速度、加速度，判断其是否满足预设速度和预设加速度，若满足，判断该疑似有效定位点为有效定位点。
4.根据权利要求1所述的车辆定位数据上传方法，其特征在于，所述计算车辆运动状态下各归集点列的有效定位点按照预设上传时间间隔上传时的最大上传量具体包括：
根据各归集点列中有效定位点对应的实际采集时间构建有效定位点对应的时间序列{Ta，…，Ti}；
确定{Ta，…，Ti}中位于(Ta+ΔT)时间段内的时间点{Ta，…，Td}；其中，ΔT为预设上传时间间隔；
分别以{Ta，…，Td}中各时间点Tj为起点,计算Tj+mΔT时间条件下对应的时间点数量{N1，…，NL}，其中a≤j≤d，m≥1；
确定时间点的数量{N1，…，NL}中最大值Nmax，则Nmax为最大上传量。
5.根据权利要求1所述的车辆定位数据上传方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：
判断所述第一上传定位点中是否存在上传定位点缺失；
若存在，以其对应时间点的相邻最近的有效定位点为补传定位点并上传，或者
以其对应时间点前后相邻的两个有效定位点计算确定补传定位点并上传；
其中，计算确定补传定位点方法为：分别以两个有效定位点为圆心，以其各自对应的最大预估半径和最小预估半径作圆生成第一圆环和第二圆环；其中，最大预估半径和最小预估半径为根据两个有效定位点的当前速度、距离缺失的上传定位点的时间间隔、车辆本身最大加速度和最大制动力计算确定；
将第一圆环和第二圆环的相交区域作为缺失的所述上传定位点的缓冲区；
判断上传定位点缺失对应时间点是否存在原始记录坐标，若存在，确定所述两个有效定位点的连线上到原始记录坐标的最短距离点，判断最短距离点是否位于所述缓冲区；
若位于所述缓冲区，将所述最短距离点作为补传定位点；
若不存在原始记录坐标或最短距离点不在所述缓冲区内，将两个有效定位点的连线与缓冲区上位于所述连线两侧的最远距离两交点连线的交点作为补传定位点。
6.根据权利要求3所述的车辆定位数据上传方法，其特征在于，所述预设第一参数要求为精度误差因子PDOP≤5，信噪比SNR≥20；所述预设第二参数要求为精度误差因子满足5<PDOP≤8，信噪比满足12<SNR<20。
7.根据权利要求3所述的车辆定位数据上传方法，其特征在于，所述预设速度为180km/h，所述预设加速度为3.5m/s2。
8.根据权利要求1所述的车辆定位数据上传方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：实时检测获取的车辆的定位坐标是否连续缺失，当车辆的定位坐标连续缺失点数量大于预设值或连续缺失时长大于预设时长时，重启车载终端。
9.一种车载终端，其特征在于，包括：定位模块、处理器、存储器、通信模块及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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