CN112304281A - 一种道路坡度测量方法、终端设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种道路坡度测量方法、终端设备及存储介质，该方法中包括：S1：以固定周期实时采集车辆的位置和车速；S2：将采集的前一时刻的位置和当前时刻的位置投影到电子地图上，并将电子地图上前一时刻的位置与当前时刻的位置之间的距离设定为车辆经过的道路长度D；S3：根据采集的前一时刻的车速和当前时刻的车速，计算车辆实际行驶的距离；S4：根据车辆实际行驶的距离和车辆经过的道路长度计算道路坡度角。本发明通过采集车辆行驶过程中的位置和车速，利用GPS/北斗定位系统的水平定位精度较高和速度推算精度较高的特点，结合电子地图进行坡度的计算，不需使用任何传感器。

Description

一种道路坡度测量方法、终端设备及存储介质
技术领域
本发明涉及道路测量技术领域，尤其涉及一种道路坡度测量的方法、终端设备及存储介质。
背景技术
地理环境坡度是关系车辆控制优化的关键信息，常见的地理环境坡度测量有采用传感器的方式、采用GPS/北斗等卫星定位数据中的高程转化为坡度的方式等。这些传统方法，具有以下缺陷：
1、采用传感器的方式，需要增加额外的传感器，增加额外成本，因此只适用于个别采样车，不适用于普通车辆自我测量、自我收集信息的大规模应用。
2、利用GPS/北斗高程测量坡度，由于GPS的垂直测量误差要远大于水平测量误差，民用GPS/北斗定位系统在水平面上的定位误差一般在5米以内，但是高程定位误差会达到几十米的级别，因此直接用高程的差换算成坡度误差十分的大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种道路坡度测量方法、终端设备及存储介质。
具体方案如下：
一种道路坡度测量方法，包括以下步骤：
S1：以固定周期实时采集车辆的位置和车速；
S2：将采集的前一时刻的位置和当前时刻的位置投影到电子地图上，并将电子地图上前一时刻的位置与当前时刻的位置之间的距离设定为车辆经过的道路长度Dm；
S3：根据采集的前一时刻的车速和当前时刻的车速，计算车辆实际行驶的距离Dv；
S4：根据车辆实际行驶的距离Dv和车辆经过的道路长度Dm计算道路坡度角θ：
Figure BDA0002149148470000021
进一步的，步骤S3中车辆实际行驶的距离Dv的计算方法为：
Dv＝T(V1+V2)/2
其中，T为周期，V1为前一时刻的车速，V2为当前时刻的车速。
进一步的，步骤S2中将前一时刻的位置和当前时刻的位置投影到电子地图的路网上。
进一步的，步骤S1中周期为1s。
进一步的，当步骤S1采集的前一时刻的车速和当前时刻的车速均大于设定的阈值时，进入步骤S2。
进一步的，阈值为50km/h。
一种道路坡度测量终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
本发明采用如上技术方案，通过采集车辆行驶过程中的位置和车速，利用GPS/北斗定位系统的水平定位精度较高和速度推算精度较高的特点，结合电子地图进行坡度的计算，不需使用任何传感器。
附图说明
图1所示为本发明实施例一的流程图。
图2所示为该实施例中车辆实际行驶的距离和车辆经过的道路长度的投影关系图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一：
本发明实施例一提供了一种道路坡度测量方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、车辆上的卫星定位系统以一定的周期T(该实施例中设定T为1秒)采集定位数据。
所述定位数据包括定位位置P和当前车速V，通过卫星定位系统获得当前定位数据并缓存。判断是否缓存有前一时刻的定位数据，如果有，则进入步骤二；否则，返回步骤一。
设定前一时刻的位置和车速分别为P1和V1，当前时刻的位置和车速分别为P2和V2。
步骤二、将前一时刻的位置P1与当前时刻的位置P2用地图匹配方法投影到车载电子地图的路网上，得到匹配到路网后的点P1’与P2’。
由于车辆肯定是在道路上行驶，因此，该步骤中将位置直接匹配到路网上，可进一步减少卫星定位的位置误差。
步骤三、在电子地图上计算P1’与P2’之间的距离，将该距离设定为车辆经过的道路长度Dm。由于电子地图是平面地图，因此该道路长度Dm是实际道路长度在水平面上的投影长度。
步骤四、根据前一时刻的车速V1和当前时刻的车速V2计算车辆实际行驶的距离Dv：
Dv＝T(V1+V2)/2
其中，Dv是车辆实际走过道路的长度。
步骤五、根据车辆实际行驶的距离Dv和车辆经过的道路长度Dm计算道路坡度。
Dv与Dm成垂直投影关系，如图2所示，因此，当坡度θ为0时(即平路)Dm应等于Dv，当坡度θ不为0时，Dm与Dv成余弦关系。根据如下公式求坡度角θ：
Figure BDA0002149148470000051
通过上述的方式，车辆通过相邻两个GPS水平定位点和车速，结合电子地图，可以估算出车辆所经过道路的坡度。
进一步的，由于车辆实际行驶的距离Dv和车辆经过的道路长度Dm的距离越长，坡度引起的差异越大，坡度的计算误差越小。由于卫星定位系统的周期T基本固定，因此车速越快，在周期T内的Dm和Dv越长，测量越准确。基于上述考虑，可以设定速度阈值(例如50km/h)，当前一时刻的车速V1和当前时刻的车速V2均大于该阈值时，才使用采集的对应时刻的定位数据进行坡度的计算。
实施例二：
本发明还提供一种道路坡度测量终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。
进一步地，作为一个可执行方案，所述道路坡度测量终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述道路坡度测量终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述道路坡度测量终端设备的组成结构仅仅是道路坡度测量终端设备的示例，并不构成对道路坡度测量终端设备的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述道路坡度测量终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。
进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述道路坡度测量终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个道路坡度测量终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述道路坡度测量终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。
所述道路坡度测量终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)以及软件分发介质等。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种道路坡度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：以固定周期实时采集车辆的位置和车速；
S2：将采集的前一时刻的位置和当前时刻的位置投影到电子地图上，并将电子地图上前一时刻的位置与当前时刻的位置之间的距离设定为车辆经过的道路长度Dm；
S3：根据采集的前一时刻的车速和当前时刻的车速，计算车辆实际行驶的距离Dv；
S4：根据车辆实际行驶的距离Dv和车辆经过的道路长度Dm计算道路坡度角θ：
Figure FDA0002149148460000011
2.根据权利要求1所述的道路坡度测量方法，其特征在于：步骤S3中车辆实际行驶的距离Dv的计算方法为：
Dv＝T(V1+V2)/2
其中，T为周期，V1为前一时刻的车速，V2为当前时刻的车速。
3.根据权利要求1所述的道路坡度测量方法，其特征在于：步骤S2中将前一时刻的位置和当前时刻的位置投影到电子地图的路网上。
4.根据权利要求1所述的道路坡度测量方法，其特征在于：步骤S1中周期为1s。
5.根据权利要求1所述的道路坡度测量方法，其特征在于：当步骤S1采集的前一时刻的车速和当前时刻的车速均大于设定的阈值时，进入步骤S2。
6.根据权利要求5所述的道路坡度测量方法，其特征在于：阈值为50km/h。
7.一种道路坡度测量终端设备，其特征在于：包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～6中任一所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～6中任一所述方法的步骤。
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