CN112114343B - 隧道内车辆位置推算方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

隧道内车辆位置推算方法及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隧道内车辆位置推算方法及计算机可读存储介质，方法包括：获取当前时间窗内的气压传感器值，并计算气压传感器值的方差，得到当前时间窗对应的气压方差值；若当前的卫星定位有效，则获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合；若当前的卫星定位无效，则获取各GPS车速对应的气压方差集合，并分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值；获取与当前时间窗对应的气压方差值最接近的气压方差特征值，并根据最接近的气压方差特征值对应的GPS车速，得到当前车速；根据当前车速，推算车辆的当前位置。本发明具有一定的准确性和适用性。

Description

隧道内车辆位置推算方法及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种隧道内车辆位置推算方法及计算机可读存储介质。
背景技术
车辆运行到隧道内时，因为卫星定位信号被完全屏蔽，所以无法进行定位，对于手机导航软件来说，此时就无法继续执行导航功能，对用户造成不好的体验。由于手机导航软件无法从车辆上获取仪表车速等信息，因此利用车辆本身速度推算位置的方法在手机导航软件中也不适用。而基于基站定位的方法定位误差较大，因此也不适合于导航。WiFi、蓝牙等定位方式有一定的精度，但是只适合在城市范围内使用，在户外隧道内，一般都不具备公共的可用于参考定位的WiFi和蓝牙信号。而利用加速度传感器推算车辆速度的方法，容易受手机摆放姿态的影响，因此没有易用性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种隧道内车辆位置推算方法及计算机可读存储介质，准确性高且适用性强。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种隧道内车辆位置推算方法，包括：
获取当前时间窗内的气压传感器值，并计算所述气压传感器值的方差，得到当前时间窗对应的气压方差值，所述时间窗的长度为预设的时长；
若当前的卫星定位有效，则获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合；
若当前的卫星定位无效，则获取各GPS车速对应的气压方差集合，并分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值；
获取与当前时间窗对应的气压方差值最接近的气压方差特征值，并根据所述最接近的气压方差特征值对应的GPS车速，得到当前车速；
根据所述当前车速，推算车辆的当前位置。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如下步骤：
获取当前时间窗内的气压传感器值，并计算所述气压传感器值的方差，得到当前时间窗对应的气压方差值，所述时间窗的长度为预设的时长；
若当前的卫星定位有效，则获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合；
若当前的卫星定位无效，则获取各GPS车速对应的气压方差集合，并分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值；
获取与当前时间窗对应的气压方差值最接近的气压方差特征值，并根据所述最接近的气压方差特征值对应的GPS车速，得到当前车速；
根据所述当前车速，推算车辆的当前位置。
本发明的有益效果在于：通过在有GPS信息时，学习车速与气压方差值的对应关系，在无GPS信息时，利用已学习的对应关系，从当前时间窗测量得到的气压方差值推算出当前车速，然后结合导航地图推算出在隧道内行进的距离，从而实现位置推算。本发明通过气压传感器测量气压值，由于气压传感器的测量不受智能终端姿态的影响，因此具有易用性；由于气压传感器目前在智能终端中有配备，因此具有适用性和通用性。本发明可保证位置推算的准确性，且适用性强。
附图说明
图1为本发明的一种隧道内车辆位置推算方法的流程图；
图2为本发明实施例一的方法流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
本发明最关键的构思在于：利用气压测量值的连续测量稳定性与车速的对应关系，来推算当前车速，并推算车辆的位置。
请参阅图1，一种隧道内车辆位置推算方法，包括：
获取当前时间窗内的气压传感器值，并计算所述气压传感器值的方差，得到当前时间窗对应的气压方差值，所述时间窗的长度为预设的时长；
若当前的卫星定位有效，则获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合；
若当前的卫星定位无效，则获取各GPS车速对应的气压方差集合，并分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值；
获取与当前时间窗对应的气压方差值最接近的气压方差特征值，并根据所述最接近的气压方差特征值对应的GPS车速，得到当前车速；
根据所述当前车速，推算车辆的当前位置。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：准确性高且适用性强。
进一步地，所述分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值具体为：
分别计算各气压方差集合的方差均值，得到各GPS车速对应的气压方差特征值。
由上述描述可知，通过将集合中各气压方差值的平均值作为气压方差特征值，可得到较准确的车速，从而保证位置推算的准确性。
进一步地，所述若当前的卫星定位有效之后，进一步包括：
获取车辆当前的位置。
由上述描述可知，当有GPS信息时，可直接从GPS信息中获取当前位置，便于后续对位置的推算。
进一步地，所述获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合之后，以及所述根据所述当前车速，推算车辆的当前位置之后，进一步包括：
将下一时间窗作为当前时间窗，将车辆的上一位置更新为车辆的当前位置，继续执行所述获取当前时间窗内的气压传感器值的步骤。
由上述描述可知，继续对下一个时间窗对应的位置进行推算，实现实时的位置定位。
进一步地，所述根据所述当前车速，推算车辆的当前位置具体为：
根据所述当前车速以及当前时间窗的长度，计算车辆在当前时间窗内行驶的距离；
根据车辆的上一位置以及所述距离，在导航地图上推算车辆的当前位置。
由上述描述可知，根据车速和周期计算出车辆行进的距离，并结合导航地图实现位置推算。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的步骤。
实施例一
请参照图2，本发明的实施例一为：一种隧道内车辆位置推算方法，本方法基于智能移动终端中的气压传感器，目前，气压传感器在一些智能终端(如智能手机)中均有配备，可用于海拔测定、室内定位(楼层判断)等。本方法包括如下步骤：
S1：获取当前时间窗内的气压传感器值，并计算所述气压传感器值的方差，得到当前时间窗对应的气压方差值，所述时间窗的长度为预设的时长，优选为智能移动终端的GPS定位周期，例如，GPS定位周期为T秒，则时间窗的常数为T秒；智能移动终端的GPS定位周期一般为1秒。
具体地，获取当前一个时间窗W内所有的气压传感器值Pi，i＝1,2,…,n；然后根据第一公式计算当前时间窗的气压平均值M，再根据第二公式/>计算当前时间窗的气压方差值。
S2：判断当前的卫星定位是否有效，即当前是否可接收到卫星定位信号，若是，则执行步骤S3，若否，则执行步骤S5。
S3：获取当前的GPS车速，GPS车速可直接从卫星定位数据中获取。进一步地，同时通过卫星定位获取车辆的当前位置。
S4：将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合。即建立GPS车速V与气压方差值D的一对多的对应的关系，也即记录GPS车速为Vj时，出现过的所有气压方差值，气压方差集合可表示为(Vj|D1,D2,...,Dm)。执行步骤S8。
S5：获取各GPS车速对应的气压方差集合，并分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值。本实施例中，通过分别计算各气压方差集合的方差均值，得到各GPS车速对应的气压方差特征值。
具体地，获取所有GPS车速与气压方差集合的对应关系，对每一个气压方差集合(Vj|D1,D2,...,Dm)，根据第三公式分别计算每个集合中所有气压方差值的方差均值Aj，将Aj作为GPS车速Vj对应气压方差特征值，即GPS车速与气压方差特征值的对应关系为Vj～Aj。
S6：获取与当前时间窗对应的气压方差值最接近的气压方差特征值，并根据所述最接近的气压方差特征值对应的GPS车速，得到当前车速。
具体地，将当前时间窗的气压方差值D，分别与各气压方差特征值Aj计算差值的绝对值，取绝对值最小值对应的气压方差特征值，将该气压方差特征值对应的GPS车速作为当前车速X。
S7：根据所述当前车速，推算车辆的当前位置。具体地，根据所述当前车速以及当前时间窗的长度，计算车辆在当前时间窗内行驶的距离，即距离D＝X×T，其中，X为当前车速，T为当前时间窗的长度，也即计算车速的周期；然后根据车辆的上一位置以及所述距离，在导航地图上推算车辆的当前位置，即在导航地图的导航路线上，将车辆的上一位置往前(根据车辆行驶方向确定车辆前方方向)D米的位置作为车辆的当前位置。执行步骤S8。
S8：将下一时间窗作为当前时间窗，将车辆的上一位置更新为车辆的当前位置，返回执行步骤S1。
车辆在静止不动时，气压测量值较稳定，因此方差为0。车辆行驶起来之后，由于车辆有上下的震动，因此气压测量值也会波动，车辆开的越快，测量值方差越大。但是由于不同车型或路面的行驶稳定性不同，因此可以在有GPS信息时，学习该车辆的车速与气压测量方差关系，而在无GPS时，利用已学习的关系，从气压测量值方差中倒推出车速。进而结合导航地图推算出在隧道内进行的距离，从而实现位置推算。
本实施例利用智能终端中的另一类传感器——气压传感器，进行车速推算，进而推算出车辆在隧道中的行进位置，由于气压传感器的测量不受智能终端姿态的影响，因此具有易用性和适用性，且对位置的推算能达到一定的准确性。
实施例二
本实施例是对应上述实施例的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如下步骤：
获取当前时间窗内的气压传感器值，并计算所述气压传感器值的方差，得到当前时间窗对应的气压方差值，所述时间窗的长度为预设的时长；
若当前的卫星定位有效，则获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合；
若当前的卫星定位无效，则获取各GPS车速对应的气压方差集合，并分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值；
获取与当前时间窗对应的气压方差值最接近的气压方差特征值，并根据所述最接近的气压方差特征值对应的GPS车速，得到当前车速；
根据所述当前车速，推算车辆的当前位置。
进一步地，所述分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值具体为：
分别计算各气压方差集合的方差均值，得到各GPS车速对应的气压方差特征值。
进一步地，所述若当前的卫星定位有效之后，进一步包括：
获取车辆当前的位置。
进一步地，所述获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合之后，以及所述根据所述当前车速，推算车辆的当前位置之后，进一步包括：
将下一时间窗作为当前时间窗，将车辆的上一位置更新为车辆的当前位置，继续执行所述获取当前时间窗内的气压传感器值的步骤。
进一步地，所述根据所述当前车速，推算车辆的当前位置具体为：
根据所述当前车速以及当前时间窗的长度，计算车辆在当前时间窗内行驶的距离；
根据车辆的上一位置以及所述距离，在导航地图上推算车辆的当前位置。
综上所述，本发明提供的一种隧道内车辆位置推算方法及计算机可读存储介质，通过在有GPS信息时，学习车速与气压方差值的对应关系，在无GPS信息时，利用已学习的对应关系，从当前时间窗测量得到的气压方差值推算出当前车速，然后结合导航地图推算出在隧道内行进的距离，从而实现位置推算。本发明通过气压传感器测量气压值，由于气压传感器的测量不受智能终端姿态的影响，因此具有易用性；由于气压传感器目前在智能终端中有配备，因此具有适用性和通用性。本发明可保证位置推算的准确性，且适用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种隧道内车辆位置推算方法，其特征在于，包括：
获取当前时间窗内的气压传感器值，并计算所述气压传感器值的方差，得到当前时间窗对应的气压方差值，所述时间窗的长度为预设的时长；
若当前的卫星定位有效，则获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合；
若当前的卫星定位无效，则获取各GPS车速对应的气压方差集合，并分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值；
获取与当前时间窗对应的气压方差值最接近的气压方差特征值，并根据所述最接近的气压方差特征值对应的GPS车速，得到当前车速；
根据所述当前车速，推算车辆的当前位置。
2.根据权利要求1所述的隧道内车辆位置推算方法，其特征在于，所述分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值具体为：
分别计算各气压方差集合的方差均值，得到各GPS车速对应的气压方差特征值。
3.根据权利要求1所述的隧道内车辆位置推算方法，其特征在于，所述若当前的卫星定位有效之后，进一步包括：
获取车辆当前的位置。
4.根据权利要求3所述的隧道内车辆位置推算方法，其特征在于，所述获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合之后，以及所述根据所述当前车速，推算车辆的当前位置之后，进一步包括：
将下一时间窗作为当前时间窗，将车辆的上一位置更新为车辆的当前位置，继续执行所述获取当前时间窗内的气压传感器值的步骤。
5.根据权利要求4所述的隧道内车辆位置推算方法，其特征在于，所述根据所述当前车速，推算车辆的当前位置具体为：
根据所述当前车速以及当前时间窗的长度，计算车辆在当前时间窗内行驶的距离；
根据车辆的上一位置以及所述距离，在导航地图上推算车辆的当前位置。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如下步骤：
获取当前时间窗内的气压传感器值，并计算所述气压传感器值的方差，得到当前时间窗对应的气压方差值，所述时间窗的长度为预设的时长；
若当前的卫星定位有效，则获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合；
若当前的卫星定位无效，则获取各GPS车速对应的气压方差集合，并分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值；
获取与当前时间窗对应的气压方差值最接近的气压方差特征值，并根据所述最接近的气压方差特征值对应的GPS车速，得到当前车速；
根据所述当前车速，推算车辆的当前位置。
7.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述分别根据各气压方差集合，计算各GPS车速对应的气压方差特征值具体为：
分别计算各气压方差集合的方差均值，得到各GPS车速对应的气压方差特征值。
8.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述若当前的卫星定位有效之后，进一步包括：
获取车辆当前的位置。
9.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述获取当前的GPS车速，并将当前时间窗对应的气压方差值加入所述GPS车速对应的气压方差集合之后，以及所述根据所述当前车速，推算车辆的当前位置之后，进一步包括：
将下一时间窗作为当前时间窗，将车辆的上一位置更新为车辆的当前位置，继续执行所述获取当前时间窗内的气压传感器值的步骤。
10.根据权利要求9所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述根据所述当前车速，推算车辆的当前位置具体为：
根据所述当前车速以及当前时间窗的长度，计算车辆在当前时间窗内行驶的距离；
根据车辆的上一位置以及所述距离，在导航地图上推算车辆的当前位置。
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