CN112629530B - 一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质，包括：确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据；基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。上述技术方案中，可以通过车辆的当前位置和上一位置的高度差修正当前高程数据，得到修正后高程数据，进而可以根据修正后高程数据和当前经纬度，确定车辆的当前位置信息，实现车辆的定位，提高车辆定位的精确度，进一步提高了车用无线通信技术的实用性，优化用户体验。

Description

一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及车辆高精度定位技术，尤其涉及一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
车用无线通信技术(vehicle to everything，V2X)，又称为车路协同技术，是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术，其中V代表车辆，X代表任何与车交互的对象。V2X可以实现车与车、车与道路协同通信，提供辅助驾驶功能，提高道路通行效率，保障驾驶安全，为更安全、畅通、效率和节能的交通提供了新的关键技术和基础保障。在智能车路协同系统中，车辆与车辆、车辆与路侧设施、车辆与交通参与者之间的信息交互，以及应用场景实现都必须建立在实时动态的精准定位基础之上，即交互的信息需要包含本车或交通参与者的位置信息，例如经纬度、高程等，而V2X应用场景预警功能实现的优劣、体验的舒适度在一定程度上依赖于V2X终端的精准定位。
V2X应用场景强依赖于车辆位置信息，通过共享车辆位置信息进行相关应用算法的实现，车辆的位置信息包括经纬度和高程数据。V2X通过全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)获取当前经纬度和高程数据等位置信息。但GNSS中高程数据误差较大，中国的道路复杂，很多道路都有物理分层，有立交桥、高架桥和人行天桥等，如果没有高精度的高程数据，即使不在一层车道，仅仅依靠GNSS定位，V2X会判定两个车在同一平面的道路上，算法会判定有碰撞危险导致车辆频繁误预警，但实际两车不在同一个道路，降低了V2X的实用性，影响用户体验。
发明内容
本发明提供一种车辆定位方法、装置、设备及存储介质，以提高车辆定位的精确度，提高V2X的实用性，进一步优化用户体验。
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆定位方法，包括：
确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；
根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据；
基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。
进一步地，确定车辆的当前位置和上一位置的高度差，包括：
获取到所述当前位置的当前高度和所述上一位置的上一高度后，根据所述当前高度和所述上一高度的差值，确定所述当前位置和所述上一位置的第一高度差；
根据所述车辆的当前三轴加速度，做高程的推算，确定所述当前位置和所述上一位置的第二高度差。
进一步地，根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据，包括：
基于所述第一高度差和所述第二高度差至少之一，对所述当前高程数据做高程推算和处理，得到修正后高程数据。
进一步地，在根据所述车辆的当前三轴加速度，做高程的推算，确定所述当前位置和所述上一位置的第二高度差之后，还包括：
基于所述第二高度差，修正所述第一高度差。
进一步地，在根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据之前，还包括：
获取历史高程数据和所述当前高程数据；
融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到融合后当前高程数据。
进一步地，融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到融合后当前高程数据，包括：
根据所述历史高程数据的属性，确定所述历史高程数据的权重；
基于所述历史高程数据的权重，融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到所述融合后当前高程数据。
进一步地，在基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位之前，还包括：
若接收到路侧消息RSI，则解析所述RSI，得到该位置基准的高程数据；
根据所述基准的高程数据校准所述修正后高程数据，得到高精度高程数据；
其中，所述高精度高程数据继续用于修正下一高程数据。
第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆定位装置，该装置包括：
确定模块，用于确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；
修正模块，用于根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据；
定位模块，用于基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。
第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆定位设备，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
全球导航卫星系统GNSS模块，用于获取当前高程数据；
气压传感装置和惯性测量装置至少之一，用于确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面任一所述的车辆定位方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面任一所述的车辆定位方法。
本发明通过确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据；基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。上述技术方案中，可以通过车辆的当前位置和上一位置的高度差修正当前高程数据，得到修正后高程数据，进而可以根据修正后高程数据和当前经纬度，确定车辆的当前位置信息，解决现有技术中车辆定位不精确的问题，实现车辆的高精度定位，进一步提高了车用无线通信技术的实用性，优化用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的车辆定位方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种车辆定位方法的流程图；
图3为本发明实施例二提供的一种车辆定位方法中虚拟模块和硬件模块的交互示意图；
图4为本实施例二提供的一种车辆定位方法中虚拟模块和硬件模块在车辆中和RSU的交互示意图；
图5为本发明实施例三提供的一种车辆定位装置的结构图；
图6为本发明实施例四提供的一种车辆定位设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的车辆定位方法的流程图，本实施例可适用于车辆行驶在复杂的道路状况的情况，该方法可以由车辆系统来执行，具体包括如下步骤：
步骤110、确定车辆的当前位置和上一位置的高度差。
具体地，可以通过气压传感器和微处理器(Microprocessor Unit，MPU)、以及惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)和MPU，确定车辆的当前位置和上一位置的高度差。
第一方面，可以通过气压传感器和MPU确定车辆的当前位置和上一位置的第一高度差。
其中，气压传感器可以测量气压值，进而MPU根据气压值计算出海拔高度，也可以通过测量气压的变化来计算高度的变化。因此在测量的过程中不受遮挡的影响，测量高度范围广，方便移动，可进行绝对海拔高度测量和相对高度测量。
Figure BDA0002840640210000061
其中H为海拔高度值，P0为标准气压值，P为测量得到的气压值。
气压传感器测量高程数据，受天气环境的影响较大，因为同一地点不同时间不同天气气压值不同，故绝对海拔高度数据相差很大。但基于连续一段时间内，可以认为天气对于气压的影响是相同的，故连续一段时间内，通过气压传感器得到的高度差是准确的。基于这一特点，可以使用气压传感器测量第一高度差，得到连续时间段较准确的高程数据。
HA＝hA+ΔhA，HB＝hB+ΔhB
Figure BDA0002840640210000062
其中HA、HB是气压传感器测量的连续A点、B点的海拔高度，hA、hB是A、B两点的真实海拔高度值，ΔhA、ΔhB是A、B两点的海拔高程误差，Δh是A、B两点的高度差，因为A、B两点是连续一段时间内的两点，所以ΔhA、ΔhB是相同的，高度差Δh即为真实的海拔高度之差，故气压传感器测量得到的第一高度差是准确的。
MPU为可以用于实现算法的处理器硬件。
另外，本实施例中的气压传感器可以内置温度传感器，可以对气压传感器的输出结果进行温度补偿，以增加测量结果的精度。测量高程数据，受天气环境的影响较大，同一地点不同时间不同天气测试数据相差很大，但在一段时间内周围路端的环境基本相同，故在一段时间内的高程变化测量较准。
第二方面，可以通过IMU和MPU确定车辆的当前位置和上一位置的第二高度差。
IMU为惯性元件，输出瞬时三轴加速度与三轴角速度，用于上下坡路段的高程推算。IMU可以用于确定不平坦道路或道路有上下坡时的第二高度差，根据测量的纵向加速度和车辆本身的轮速，解算出一段时间内的第二高度差。
具体可以根据当前纵向加速度，确定第二高度差。另外，当车辆处于转弯状态时，还可以根据当前横向加速度、当前角速度以及当前道路的弧度信息确定第二高度差。
需要说明的是，当道路有较小的上下坡时，气压传感器不容易捕捉到高度的变化即可能确定的高度差为0。此时，需要IMU和MPU确定第二高度差，修正前述第一高度差。
在实际应用中，可以选取第一高度差或者第二高度差，修正当前高程值；还可以采用第一高度差和第二高度差，共同修正当前高程值，进一步可以使得确定的高程值更加精确。
本实施例中，可以分别获取车辆当前位置和上一位置的第一高度差和第二高度差，第一高度差和第二高度差可以进行互相修正。当根据气压传感器和MPU确定的第一高度差为0，而根据IMU和MPU确定的第二高度差不为0，而且车辆经过高度变化的道路，可以根据第二高度差修正第一高度差。
步骤120、根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据。
其中，GNSS模块可以获取到车辆的实时高程数据，该模块受卫星的影响较大，在空旷的道路上定位精度较高，但在高架下、树荫道路、城市峡谷等环境下定位误差较大。所以需要根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据。
GNSS模块的输出还可以包括：水平分量精度因子(horizontal dilution ofprecision，HDOP)、搜星数、卫星的信噪比和定位状态等，HDOP、搜星数、卫星的信噪比和定位状态可以作为属性数据，来判断高程数据的精度和置信度。如可以通过搜星数及定位状态、信噪比的变化，判断车辆的环境变化，如当搜星数逐渐减少、信噪比也变低时，定位状态变为单点，可以判断该车辆进入了复杂道路环境(例如，城市峡谷、高架下)；当搜星数减少至0，GNSS模块无数据输出，可以判断该车辆进入了隧道、地下停车场或完全遮挡的高架下等GNSS屏蔽区域，可以结合速度、导航信息确定具体的道路情况。其中，HDOP为纬度和经度等误差平方和的开根号值。
高度差可以包括第一高度差和第二高度差。
具体地，可以将高程数据、第一高度差和第二高度差进行扩展卡尔曼滤波运算，结合三组数据的特点，进行处理和融合，输出修正后高程数据。效果可以分为两部分，1)提高高程数据的输出频率，获取到的高程数据输出为10Hz，融入第一高度差，将两点之间的高程数据做高程推算和平滑处理后，可达50Hz，有利于更好的做V2X应用算法；2)提高高程数据的精度，定位状态为4时，定位精度较准，可以以当前高程数据为高程的初始值，结合第一高度差和第二高度差做高程的推算和预测；在GNSS信号被遮挡，搜星较少或信噪比较低时，此时GNSS的输出偏差较大，第一高度差与上一高程数据融合，再加上第二高度差，输出修正后高程数据。此外，如果融合导航地图信息，还可以输出车辆在高架上、高架下，以及在第几层的数据。
一段时间内，若第一高度差和第二高度差任一不为0，且上一高程数据和当前高程数据保持一致，未发生变化，则可以确定GNSS模块获取到的当前高程数据存在误差，可以根据第一高度差或者第二高度差修正当前高程数据，同时，可以根据第一高度差修正第二高度差，或者根据第二高度差修正第一高度差，具体的修正方式可以根据实际路况进行确定。
本实施例中，可以根据气压传感器获得的海拔高度信息，计算出一段时间内连续路段的第一高度差；可以根据IMU获得的三轴加速度和角速度，推算一段时间内的第二高度差；可以根据GNSS模块获取到上一高程数据和当前高程数据；对上述三组数据做融合处理，可以获得修正后高程数据。
步骤130、基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。
其中，经纬度是经度与纬度的合称，经纬度可以组成一个坐标系统，称为地理坐标系统，可以利用三度空间的球面来定义地球上的空间的球面坐标系统，能够标示地球上的任何一个位置。
当前位置信息可以包括车辆的当前三维信息，在有道路分层的路段行驶时，车辆的当前三维信息可以确定车辆的具体道路层，解决道路分层路段V2X误预警问题，使V2X技术适用于全道路场景。
具体地，修正后高程数据可以确定车辆的高度信息，当前经纬度可以确定车辆的二维信息，高度信息和二维信息可以确定车辆的三维信息，进而确定车辆的当前位置信息，实现车辆定位。
本实施例中，可以根据修正后高程数据和当前经纬度，确定车辆的三维信息，进一步确定车辆的当前位置信息，使确定的车辆的当前位置信息更加精确，进一步实现车辆的高精度定位。
本实施例的技术方案，通过确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据；基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。上述技术方案中，可以通过车辆的当前位置和上一位置的高度差修正当前高程数据，得到修正后高程数据，进而可以根据修正后高程数据和当前经纬度，确定车辆的当前位置信息，解决现有技术中车辆定位不精确的问题，实现车辆的高精度定位，进一步提高了车用无线通信技术的实用性，优化用户体验。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种车辆定位方法的流程图，本实施例是在上述实施例的基础上进行具体化。在本实施例中，该方法还可以包括：
步骤210、确定车辆的当前位置和上一位置的高度差。
一种实施方式中，步骤210具体可以包括：
获取到所述当前位置的当前高度和所述上一位置的上一高度后，根据所述当前高度和所述上一高度的差值，确定所述当前位置和所述上一位置的第一高度差。
其中，当前高度和上一高度都可以根据气压传感器获取到的气压值在MPU中根据下述公式计算得到。
Figure BDA0002840640210000111
如实施例一所述，H为海拔高度值，P0为标准气压值，P为测量得到的气压值。
Figure BDA0002840640210000112
其中HA、HB是气压传感器测量的连续A点、B点的海拔高度，hA、hB是A、B两点的真实海拔高度值，ΔhA、ΔhB是A、B两点的海拔高程误差，Δh是A、B两点的高度差，因为A、B两点是连续一段时间内的两点，所以ΔhA、ΔhB是相同的，高度差Δh即为真实的海拔高度之差，即第一高度差。
本实施例中，连续一段时间内，通过气压传感器得到的高度差是准确的，所以可以通过气压值确定第一高度差。
根据所述车辆的当前三轴加速度，做高程的推算，确定所述当前位置和所述上一位置的第二高度差。
其中，可以对当前三轴加速度求积分，确定第二高度差。当然，若当前道路为平缓道路，不存在坡度，则第二高度差可以为0，则可以根据第一高度差修正当前高程数据。
本实施例中，若当前道路存在坡度，则可以根据当前坡度进一步解算第二高度差。
基于所述第二高度差，修正所述第一高度差。
具体地，若当前道路存在坡度，坡度的变化一般较小且通过坡度的时间较快。车辆经过坡度时，气压传感器不容易感知到高度的变化，所以可以通过IMU确定第二高度差。车辆在经过坡度时，高度确实发生了变化，且气压传感器没有检测到高度差，所以可以通过IMU确定的第二高度差，修正通过气压传感器确定的第一高度差。
需要说明的是，若当前GNSS信号较差，可以通过气压传感器和IMU确定当前高程数据。
步骤220、获取历史高程数据和所述当前高程数据。
其中，历史高程数据可以包括当前时刻之前的预设时间段内的所有高程数据，本实施例中预设时间段可以为10秒，则历史高程数据可以为当前时刻之前十秒内的所有高程数据，即100个点的高程数据。
具体地，车辆在行驶时，可以存储通过GNSS模块，在预设时间段内获取到的历史高程数据。本实施例中，预设时间段可以为10秒，每秒可以获取10个点的高程数据。
步骤230、融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到融合后当前高程数据。
具体地，可以结合历史高程数据和当前高程数据进行数据融合处理，在预设显示软件中显示历史高程数据和当前高程数据的数据分布，去除偏离整体分布较多的高程数据。
高程数据与经纬度不同，车辆在行驶时，经纬度是实时变化的，只能通过历史数据做连续平滑处理，而在平坦的道路上，连续一小段时间内车辆高程基本不变，即使有上下坡的道路，也可以通过IMU的第二高度差来做相应的高程推算，因此可以融合历史高程数据和当前高程数据，对当前高程数据进行自修正。
一种实施方式中，步骤230具体可以包括：
根据所述历史高程数据的属性，确定所述历史高程数据的权重。
GNSS模块获取的高程数据的误差是随机的，获取的高程数据可以围绕真实高程数据上下浮动，分布类似于正态分布，所以可以结合每个高程数据的属性数据，设置对应的权重。
其中，高程数据的属性数据可以包括HDOP、搜星数、卫星的信噪比和定位状态等。定位状态越好、卫星信噪比越高、卫星数越多、HDOP越小，高程数据的权重越大。
例如，定位状态是4的高程数据是差分定位固定解，高程数据精度可达分米级，故权重大，优先级高，可以设置权重为x1；定位状态是1的点是单点解，误差较大，高程误差可达3米以上，权重小，可以设置权重为x2。
其中，x1、x2的初始值可以是经验值。
基于所述历史高程数据的权重，融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到所述融合后当前高程数据。
具体地，可以基于优先级权重的最小二乘法解算历史高程数据和当前高程数据，得到融合后当前高程数据，使得到的当前高程数据更加精确。
步骤240、根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据。
一种实施方式中，步骤240具体可以包括：
基于所述第一高度差和所述第二高度差至少之一，对所述当前高程数据做高程推算和处理，得到修正后高程数据。
具体地，如前述步骤210所述，可以通过第一高度差或者第二高度差，对当前高程数据做高程推算和处理，得到修正后高程数据。
在实际应用中，还可以通过第一高度差和第二高度差，对当前高程数据做高程推算和处理，得到修正后高程数据。
步骤250、若接收到路侧消息RSI，则解析所述RSI，得到该位置基准的高程数据。
其中，路侧单元(Road Side Unit，RSU)是布置在路侧的硬件单元，该位置的真实高程数据可以预置到RSU中，用于发布RSI消息，RSI可以包含该路段的基准高程数据。
RSU可以布置在高架的出入口位置，设置地理围栏，将该位置的真实高程数据预置到RSU中，在路侧播发该路段的基准高程数据以及道路分层信息，经过该高架入口的车辆，可以收到该播发的RSI，车辆解析出该基准高程数据后，可以与本车通过GNSS模块、气压传感器和IMU得到的修正后高程数据做匹配和校准。根据播发的基准高程数据做本车高程数据的校准，将基准高程数据作为基准值，校准GNSS模块、气压传感器和IMU。
本实施例中，RSU可以在复杂路况的入口或者高速公路、国道和省道的入口。
步骤260、根据所述基准的高程数据校准所述修正后高程数据，得到高精度高程数据；其中，所述高精度高程数据继续用于修正下一高程数据。
可以知道的是，若接收到基准高程数据，后续的融合和高程推算都以基准程数据为初始值。同时，可以使用基准高程数据校准当前高程数据和气压传感器输出的第一高度差。
还可以知道的是，高精度高程数据还可以用于修正下一高程数据。
步骤270、基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。
具体地，可以根据修正后高程数据和当前经纬度，确定车辆的三维坐标，可以精确定位车辆。
本实施例的技术方案，通过确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；获取历史高程数据和所述当前高程数据；融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到融合后当前高程数据；根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据；若接收到路侧消息RSI，则解析所述RSI，得到该位置基准的高程数据；根据所述基准高程数据校准所述修正后高程数据，得到高精度高程数据；其中，所述高精度高程数据继续用于修正下一高程数据；基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。上述技术方案中，可以通过车辆的当前位置和上一位置的高度差修正当前高程数据，得到修正后高程数据，进而可以根据修正后高程数据和当前经纬度，确定车辆的当前位置信息，解决现有技术中车辆定位不精确的问题，实现车辆的高精度定位，进一步提高了车用无线通信技术的实用性，优化用户体验。
另外，在根据高度差修正当前高程数据之前，还可以融合历史高程数据和当前高程数据，对当前高程数据进行自修正，提高了当前高程数据的准确度。
接收到RSI后，还可以根据基准高程数据对修正后高程数据做进一步校准，获取到更高精度的高程数据，更高精度的高程数据可以继续用于修正下一高程数据，使得到的高程数据更加准确。
图3为本发明实施例二提供的一种车辆定位方法中虚拟模块和硬件模块的交互示意图，示例性的给出了其中一种交互方式。如图3所示，
硬件模块包括：GNSS模块、IMU、气压传感器和V2X模块，GNSS模块用于获取NMEA数据，其中，NMEA数据包括高程数据和属性数据；IMU用于获取当前加速度和当前轮速；气压传感器用于获取当前气压值；V2X模块用于车辆通信。
虚拟模块包括：GNSS数据解析模块、高程数据自学习模块、IMU数据处理模块、气压传感器数据自修正模块、RSU数据解析模块、时间同步模块、高程数据融合模块、高程数据校准模块和高程数据存储与共享模块。
其中，GNSS数据解析模块可以从GNSS模块读取NMEA(全球定位系统导航设备统一的标准协议)，数据将协调世界时间(Universal Time Coordinated，UTC)、经纬度、高程数据、定位状态、HDOP、卫星数和信噪比等数据解析出来，高程数据可以作为主数据，其他数据可以作为高程数据的属性数据。属性数据可以用于判断该高程数据的准确度、置信度以及算法运算的权重。
高程数据自学习模块可以用于融合历史高程数据和当前高程数据。
IMU数据处理模块可以解算出一段时间内的第二高度差，输出给高程数据自学习模块和高程数据融合模块。
气压传感器在获取到气压值之后，在气压传感器数据自修正模块中，可以根据GNSS模块输出的高程数据对气压传感器测到的海拔高度值进行修正，根据IMU测到的高度变化对气压传感器测量到的海拔高度变化进行修正，同时还可以获取天气情况和标准大气压值，对本身测量的数据进行补偿。并且该模块可以将高程数据与经纬度进行关联，车辆以后再经过该地点，可以直接调用历史高程数据进行自修正和校准，还可以将当前高程数据和历史高程数据的差值数据用于之后的高程推算。
RSU数据解析模块，可以用于V2X模块收到RSU的消息后，将RSI消息中的高程数据解析出来，作为该地点基准高程数据，输出给其他模块使用。
时间同步模块，可以保证高程数据自学习模块、IMU数据处理模块、气压传感器数据自修正模块和RSU数据解析模块时间统一的软件，各个模块输出的数据都带有各自的时间戳，数据融合的时候，需要把时间戳过期的数据丢弃掉。其中，时间同步可以包括GNSS卫星时间同步与网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)时间同步两种，GNSS卫星时间同步优先级大于NTP时间同步，当没有GNSS卫星时，可以采用NTP时间同步。
高程数据融合模块可以用于根据GNSS模块获取到的当前高程数据、气压传感器获取到的第一高度差和IMU获取到的第二高度差进行扩展卡尔曼滤波运算，并结合三组数据的特点，进行处理和融合，输出修正后高程数据。
高程数据校准模块在收到RSU的RSI消息后，获取RSI中的高程数据，根据该数据做高程数据的校准，并将该数据作为基准高程数据，后续的融合和高程推算以基准高程数据为初始值。同时，使用该数据可以校准GNSS模块输出的当前高程数据和气压传感器输出的第一高度差，并计算与该数据的差值，反馈到高程数据自学习模块和气压传感器数据自修正模块。
高程数据存储与共享模块可以将高程数据和属性数据进行存储，属性数据可以包括定位状态、是否有RSU校准、置信度、高架上下、车辆在道路第几层等。并将高程数据和属性数据封装成应用程序接口(Application Programming Interface，API)与其他模块共享数据。特别的，当车辆下电时，该模块将最后时刻的高程数据存储到嵌入式记忆体(Entrapped Mixed Microbial Cell，EMMC)中，车辆上电后，可以直接读取该高程数据作为初始值，可以适用于车辆停在地下停车场及GNSS屏蔽区域。
本实施方式中，还可以包括5G上网模块，用于提供上网服务、获取天气信息、标准大气压值以及导航地图信息服务。
图4为本实施例二提供的一种车辆定位方法中虚拟模块和硬件模块在车辆中和RSU的交互示意图，如图4所示，上述GNSS数据解析模块、高程数据自学习模块、IMU数据处理模块、气压传感器数据自修正模块、RSU数据解析模块、高程数据融合模块、高程数据校准模块和高程数据存储与共享模块都可以集成在车辆的数据处理模块中，进而上述硬件模块和虚拟模块可以继承在车辆的车载单元(On board Unit，OBU)中，V2X模块可以和RSU通信连接。
本实施例的交互方式，通过硬件模块和虚拟模块的相互配合运行，确定车辆的当前位置信息，解决现有技术中车辆定位不精确的问题，实现车辆的高精度定位，进一步提高了车用无线通信技术的实用性，优化用户体验。另外，在根据高度差修正当前高程数据之前，还可以融合历史高程数据和当前高程数据，对当前高程数据进行自修正，提高了当前高程数据的准确度。接收到RSI后，还可以根据基准高程数据对修正后高程数据做进一步校准，获取到更高精度的高程数据，使得到的高程数据更加准确。
实施例三
图5为本发明实施例三提供的一种车辆定位装置的结构图，该装置可以适用于需要对车辆进行高精度定位的情况，提高车辆定位的精确度。该装置可以通过软件和/或硬件实现，并一般集成在车辆系统中。
如图5所示，该装置包括：
确定模块510，用于确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；
修正模块520，用于根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据；
定位模块530，用于基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。
本实施例提供的车辆定位装置，通过确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据；基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。上述技术方案中，可以通过车辆的当前位置和上一位置的高度差修正当前高程数据，得到修正后高程数据，进而可以根据修正后高程数据和当前经纬度，确定车辆的当前位置信息，解决现有技术中车辆定位不精确的问题，实现车辆的高精度定位，进一步提高了车用无线通信技术的实用性，优化用户体验。
在上述实施例的基础上，确定模块510，具体用于：
获取到所述当前位置的当前高度和所述上一位置的上一高度后，根据所述当前高度和所述上一高度的差值，确定所述当前位置和所述上一位置的第一高度差；
根据所述车辆的当前加速度、当前轮速、以及从所述上一位置到所述当前位置的时间信息，确定所述当前位置和所述上一位置的第二高度差。
在上述实施例的基础上，确定模块510，还用于：
基于所述第二高度差，修正所述第一高度差。
在上述实施例的基础上，修正模块520，具体用于：
基于所述第一高度差和所述第二高度差至少之一，对所述当前高程数据做高程推算和处理，得到修正后高程数据。
在上述实施例的基础上，该装置还包括：
获取模块，用于获取历史高程数据和所述当前高程数据；
融合模块，用于融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到融合后当前高程数据。
一种实施方式中，融合模块具体可以用于：
根据所述历史高程数据的属性，确定所述历史高程数据的权重；
基于所述历史高程数据的权重，融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到所述融合后当前高程数据。
在上述实施例的基础上，该装置还包括：
解析模块，用于若接收到路侧消息RSI，则解析所述RSI，得到基准高程数据；
校准模块，用于根据所述基准高程数据校准所述修正后高程数据，得到高精度高程数据。
本发明实施例所提供的车辆定位装置可执行本发明任意实施例所提供的车辆定位方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图6为本发明实施例四提供的一种车辆定位设备的结构示意图，如图6所示，该车辆定位设备包括处理器610、存储器620、全球导航卫星系统GNSS模块630、以及气压传感装置640和惯性测量装置650至少之一；车辆定位设备中处理器610的数量可以是一个或多个，图6中以一个处理器610为例；车辆定位设备中的处理器610、存储器620、全球导航卫星系统GNSS模块630、以及气压传感装置640和惯性测量装置650至少之一可以通过总线或其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
存储器620作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的车辆定位方法对应的程序指令/模块(例如，车辆定位装置中的确定模块510、修正模块520和定位模块530)。处理器610通过运行存储在存储器620中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆定位设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的车辆定位方法。
存储器620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终端的使用所创建的数据等。此外，存储器620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，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器620可进一步包括相对于处理器610远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆定位设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
全球导航卫星系统GNSS模块，用于获取当前高程数据；气压传感装置和惯性测量装置至少之一，用于确定车辆的当前位置和上一位置的高度差。
本发明实施例提供的车辆定位设备可以执行上述实施例提供的车辆定位方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种车辆定位方法，该方法包括：
确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；
根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据；
基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的车辆定位方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种车辆定位方法，其特征在于，包括：
若当前道路为平缓道路，不存在坡度，则在根据气压传感器获取到的气压值确定当前位置的当前高度和上一位置的上一高度后，根据所述当前高度和所述上一高度的差值，确定所述当前位置和所述上一位置的第一高度差；
若当前道路存在坡度，所述坡度的变化较小且通过所述坡度的时间较快，则根据车辆所包含的惯性测量单元确定的当前三轴加速度，做高程的推算，确定所述当前位置和所述上一位置的第二高度差；
基于所述第二高度差，修正所述第一高度差，得到修正后的第一高度差；
获取历史高程数据和当前高程数据；基于高程数据自学习融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到融合后当前高程数据；
根据上一高程数据和高度差，修正所述融合后当前高程数据，得到修正后高程数据，其中，所述当前道路为平缓道路，不存在坡度时，所述高度差包括所述第一高度差；所述当前道路存在坡度，所述坡度的变化较小且通过所述坡度的时间较快时，所述高度差包括所述修正后的第一高度差；
基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。
2.根据权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于，根据上一高程数据和所述高度差，修正当前高程数据，得到修正后高程数据，包括：
基于所述上一高程数据以及所述第一高度差和所述第二高度差至少之一，对所述当前高程数据做高程推算和处理，得到修正后高程数据。
3.根据权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于，融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到融合后当前高程数据，包括：
根据所述历史高程数据的属性，确定所述历史高程数据的权重；
基于所述历史高程数据的权重，融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到所述融合后当前高程数据。
4.根据权利要求1所述的车辆定位方法，其特征在于，在基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位之前，还包括：
若接收到路侧消息RSI，则解析所述RSI，得到基准高程数据；
根据所述基准高程数据校准所述修正后高程数据，得到高精度高程数据；
所述高精度高程数据继续用于修正下一高程数据。
5.一种车辆定位装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于若当前道路为平缓道路，不存在坡度，则在根据气压传感器获取到的气压值确定当前位置的当前高度和上一位置的上一高度后，根据所述当前高度和所述上一高度的差值，确定所述当前位置和上一位置的第一高度差；若当前道路存在坡度，所述坡度的变化较小且通过所述坡度的时间较快，则根据车辆所包含的惯性测量单元确定的当前三轴加速度，做高程的推算，确定所述当前位置和所述上一位置的第二高度差；基于所述第二高度差，修正所述第一高度差，得到修正后的第一高度差；获取历史高程数据和当前高程数据；基于高程数据自学习融合所述历史高程数据和所述当前高程数据，得到融合后当前高程数据；
修正模块，用于根据上一高程数据和高度差，修正所述融合后当前高程数据，得到修正后高程数据，其中，所述当前道路为平缓道路，不存在坡度时，所述高度差包括所述第一高度差；所述当前道路存在坡度，所述坡度的变化较小且通过所述坡度的时间较快时，所述高度差包括所述修正后的第一高度差；
定位模块，用于基于所述修正后高程数据和当前经纬度，确定所述车辆的当前位置信息，实现车辆定位。
6.一种车辆定位设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
全球导航卫星系统GNSS模块，用于获取当前高程数据；
气压传感装置和惯性测量装置至少之一，用于确定车辆的当前位置和上一位置的高度差；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的车辆定位方法。
7.一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-4中任一所述的车辆定位方法。
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