CN115218911A - 一种车载导航定位方法、系统及t-box - Google Patents

一种车载导航定位方法、系统及t-box Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车载导航定位方法，包括周期性检测GNSS信号的丢失情况；若检测到当前周期未丢失GNSS信号，则根据当前周期所接收到的GNSS信号，获得车辆在当前周期的定位数据，并根据预设的RTK数据，修正车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出；若检测到当前周期已丢失GNSS信号，则获取车辆在当前周期的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并结合预设的航位推算技术，得到车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出。实施本发明，不仅具备亚米级的定位能力，还能克服遮挡环境下因无GNSS信号导致定位精度出现较大偏差的问题。

Description

一种车载导航定位方法、系统及T-BOX
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车载导航定位方法、系统及T-BOX。
背景技术
随着汽车电子技术及通信技术的日益进步，汽车发展越来越趋向于智能化和网联化，因此智能网联汽车逐渐成为车主的选择。目前，智能网联汽车已具备上网及L2级驾驶辅助功能，但未来智能网联汽车还需具备V2X功能及支持L2以上级别(如L3/L4)的自动驾驶。
在现有技术中，具有L2级自动驾驶的智能网联汽车的GNSS(Global NavigationSatellite System，全球卫星导航系统)定位精度仅能达到米级别，虽然能满足车辆导航娱乐需求，但L2.5及以上级别自动驾驶的智能网联汽车，需要亚米级的定位能力。另外，智能网联汽车在遮挡环境下(如隧道)行驶时，因无GNSS信号，容易导致定位精度出现较大偏差。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种车载导航定位方法、系统及T-BOX，不仅具备亚米级的定位能力，还能克服遮挡环境下因无GNSS信号导致定位精度出现较大偏差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车载导航定位方法，所述方法包括以下步骤：
周期性检测GNSS信号的丢失情况；
若检测到当前周期未丢失GNSS信号，则根据当前周期所接收到的GNSS信号，获得车辆在当前周期的定位数据，并根据预设的RTK数据，修正车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出；
若检测到当前周期已丢失GNSS信号，则获取车辆在当前周期的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并结合预设的航位推算技术，得到车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出。
其中，在所述周期性检测GNSS信号的丢失情况之前，还包括以下步骤：
通过GNSS天线周期性接收GNSS信号。
其中，所述预设的RTK差分数据服务商的RTK数据通过蜂窝通信方式提供；所述车速来自于车辆上预设的电子刹车稳定系统ESP。
其中，所述方法进一步包括：
将每一周期的最终定位数据均同步上传给云端。
本发明实施例还提供了一种车载导航定位系统，包括：
信号检测单元，用于周期性检测GNSS信号的丢失情况；
第一定位数据修正单元，用于若检测到当前周期未丢失GNSS信号，则根据当前周期所接收到的GNSS信号，获得车辆在当前周期的定位数据，并根据预设的RTK数据，修正车辆在当前周期的定位数据，且进一步作为当前周期的最终定位数据输出；
第二定位数据修正单元，用于若检测到当前周期已丢失GNSS信号，则获取车辆在当前周期的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并结合预设的航位推算技术，得到车辆在当前周期的定位数据，且进一步作为当前周期的最终定位数据输出。
其中，还包括：
信号接收单元，用于通过GNSS天线周期性接收GNSS信号。
其中，所述预设的RTK差分数据服务商的RTK数据通过蜂窝通信方式提供；所述车速来自于车辆上预设的电子刹车稳定系统ESP。
其中，还包括：
数据上传单元，用于将每一周期的最终定位数据均同步上传给云端。
本发明实施例又提供了一种T-BOX，包括：
信号检测单元，用于周期性检测GNSS信号的丢失情况；
第一定位数据修正单元，用于若检测到当前周期未丢失GNSS信号，则根据当前周期所接收到的GNSS信号，获得车辆在当前周期的定位数据，并根据预设的RTK数据，修正车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出；
第二定位数据修正单元，用于若检测到当前周期已丢失GNSS信号，则获取车辆在当前周期的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并结合预设的航位推算技术，得到车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出。
其中，还包括：
信号接收单元，用于通过GNSS天线周期性接收GNSS信号。
其中，还包括：
数据上传单元，用于将每一周期的最终定位数据均同步上传给云端。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
与传统的定位技术相对比，本发明融合GNSS+RTK+DR(Dead Reckoning，航位推算技术)数据，实现在开阔场景及遮挡环境的亚米级定位，克服了遮挡环境下因无GNSS信号导致定位精度出现较大偏差的问题，且具有方案简单、耦合性小及扩展性强等优点，适用于L2.5及以上智能网联汽车的更新迭代。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例提供的一种车载导航定位方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种车载导航定位系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种T-BOX的结构示意图；
图4为图3的应用场景图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例中，提供的一种车载导航定位方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、周期性检测GNSS信号的丢失情况；
具体过程为，在周期性(如每2S一次)检测GNSS信号的丢失情况之前，通过GNSS天线周期性(如每2S一次或小于2S的其它周期时间)接收GNSS信号。
可以理解的是，通过周期性检测GNSS信号的丢失情况，可以实现开阔场景及遮挡环境的判断。应当说明的是，GNSS信号丢失，可以通过信号强度衰弱及连续性等相关方式来判断，如GNSS信号强度小于预定分贝，或GNSS信号在某一周期内呈不连续状态，则认定该周期内丢失GNSS信号。
步骤S2、若检测到当前周期未丢失GNSS信号，则根据当前周期所接收到的GNSS信号，获得车辆在当前周期的定位数据，并根据预设的RTK数据，修正车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出；
具体过程为，若当前周期未丢失GNSS信号，基于该GNSS信号来获取GNSS卫星数据作为车辆在当前周期的定位数据，同时结合RTK差分数据服务商通过蜂窝通信方式所提供的RTK数据对车辆在当前周期的定位数据进行修正，从而得到车辆在当前周期修正后的定位数据，并进一步作为当前周期的最终定位数据输出。
步骤S3、若检测到当前周期已丢失GNSS信号，则获取车辆在当前周期的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并结合预设的航位推算技术，得到车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出。
具体过程为，若当前周期已丢失GNSS信号，获取来自于车辆上预设的ESP的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并通过集成有DR(航位推算技术)算法的惯性测量模块IMU，对车辆在GNSS信号丢失情况下的连续位置进行推算，确定出车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出。
应当说明的是，若上一周期未丢失GNSS信号，则车辆在上一周期的定位数据为上一周期基于RTK对GNSS卫星数据修正后的最终定位数据；若上一周期已丢失GNSS信号，则车辆在上一周期的定位数据为上一周期基于IMU+车速进行连续位置推算出来的最终定位数据。
航位推算技术是在知道当前时刻位置的条件下，通过测量移动的距离和方位，推算下一时刻位置的方法。该航位推算技术算法用于车辆、船舶等的航行定位中，通过使用加速度计、数字罗盘、陀螺仪等部件来进行推算。其中，航位推算技术的基本工作原理为通过陀螺仪测量车辆的旋转速率，并通过计算旋转速率的时间积分求得车辆即时航向的角度，且进一步结合航向和行驶距离，确定车辆的位置。
在本发明实施例中，所述方法进一步包括：将每一周期的最终定位数据均同步上传给云端，使得最终定位数归置于云平台上，便于进行问题追溯。
如图2所示，为本发明实施例中，提供的一种车载导航定位系统，包括：
信号检测单元110，用于周期性检测GNSS信号的丢失情况；
第一定位数据修正单元120，用于若检测到当前周期未丢失GNSS信号，则根据当前周期所接收到的GNSS信号，获得车辆在当前周期的定位数据，并根据预设的RTK数据，修正车辆在当前周期的定位数据，且进一步作为当前周期的最终定位数据输出；
第二定位数据修正单元130，用于若检测到当前周期已丢失GNSS信号，则获取车辆在当前周期的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并结合预设的航位推算技术，得到车辆在当前周期的定位数据，且进一步作为当前周期的最终定位数据输出。
其中，还包括：
信号接收单元，用于通过GNSS天线周期性接收GNSS信号。
其中，所述预设的RTK差分数据服务商的RTK数据通过蜂窝通信方式提供；所述车速来自于车辆上预设的电子刹车稳定系统ESP。
其中，还包括：
数据上传单元，用于将每一周期的最终定位数据均同步上传给云端。
如图3所示，为本发明实施例中，提供的一种T-BOX，包括：
信号检测单元210，用于周期性检测GNSS信号的丢失情况；
第一定位数据修正单元220，用于若检测到当前周期未丢失GNSS信号，则根据当前周期所接收到的GNSS信号，获得车辆在当前周期的定位数据，并根据预设的RTK数据，修正车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出；
第二定位数据修正单元220，用于若检测到当前周期已丢失GNSS信号，则获取车辆在当前周期的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并结合预设的航位推算技术，得到车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出。
其中，还包括：
信号接收单元，用于通过GNSS天线周期性接收GNSS信号。
其中，还包括：
数据上传单元，用于将每一周期的最终定位数据均同步上传给云端。
如图4所示，对本发明实施例中的一种T-BOX的应用场景做进一步说明：
T-BOX(V2X-BOX)需要具备GNSS通信能力，接收GNSS信号，并满足性能要求，同时T-BOX通过蜂窝通信方式接入RTK差分数据服务商，进行GNSS数据修正。因此，当车辆行驶在开阔场景高速公路时，T-BOX通过天线获取GNSS卫星数据，并与RTK差分数据服务商通信来获取相应的RTK数据，且进一步通过RTK数据对GNSS卫星数据进行校正，实现开阔场景亚米级定位。
另外，T-BOX还接收ESP的车速信号，内部惯导模块IMU集成DR算法，修正无GNSS信号的定位数据。因此，当车辆进入隧道时，T-BOX无法获取GNSS数据，依靠IMU/车速进行DR轨迹推算，实现隧道亚米级定位
由此可见，T-BOX内部融合GNSS+RTK+DR数据，实现在开阔场景和遮挡环境(如隧道)的亚米级定位。
更进一步的，T-BOX通过以太网UDP协议发送GNSS+RTK+DR数据、定位数据等，并经网关路由装置GWM进行数据路由，让高精度地图模块MLM接收并定位。其中，MLM接收数据并进行时间同步，保证相同时间的定位数据一致性。
更进一步的，T-BOX还可将GNSS+RTK+DR数据、定位数据等采集至云平台，便于进行问题追溯。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
与传统的定位技术相对比，本发明融合GNSS+RTK+DR(航位推算技术)数据，实现在开阔场景及遮挡环境的亚米级定位，克服了遮挡环境下因无GNSS信号导致定位精度出现较大偏差的问题，且具有方案简单、耦合性小及扩展性强等优点，适用于L2.5及以上智能网联汽车的更新迭代。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个系统单元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。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种车载导航定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
周期性检测GNSS信号的丢失情况；
若检测到当前周期未丢失GNSS信号，则根据当前周期所接收到的GNSS信号，获得车辆在当前周期的定位数据，并根据预设的RTK数据，修正车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出；
若检测到当前周期已丢失GNSS信号，则获取车辆在当前周期的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并结合预设的航位推算技术，得到车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出。
2.如权利要求1所述的车载导航定位方法，其特征在于，在所述周期性检测GNSS信号的丢失情况之前，还包括以下步骤：
通过GNSS天线周期性接收GNSS信号。
3.如权利要求1所述的车载导航定位方法，其特征在于，所述预设的RTK差分数据服务商的RTK数据通过蜂窝通信方式提供；所述车速来自于车辆上预设的电子刹车稳定系统ESP。
4.如权利要求1所述的车载导航定位方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
将每一周期的最终定位数据均同步上传给云端。
5.一种车载导航定位系统，其特征在于，包括：
信号检测单元，用于周期性检测GNSS信号的丢失情况；
第一定位数据修正单元，用于若检测到当前周期未丢失GNSS信号，则根据当前周期所接收到的GNSS信号，获得车辆在当前周期的定位数据，并根据预设的RTK数据，修正车辆在当前周期的定位数据，且进一步作为当前周期的最终定位数据输出；
第二定位数据修正单元，用于若检测到当前周期已丢失GNSS信号，则获取车辆在当前周期的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并结合预设的航位推算技术，得到车辆在当前周期的定位数据，且进一步作为当前周期的最终定位数据输出。
6.如权利要求5所述的车载导航定位系统，其特征在于，还包括：
信号接收单元，用于通过GNSS天线周期性接收GNSS信号。
7.如权利要求5所述的车载导航定位系统，其特征在于，所述预设的RTK差分数据服务商的RTK数据通过蜂窝通信方式提供；所述车速来自于车辆上预设的电子刹车稳定系统ESP。
8.如权利要求5所述的车载导航定位系统，其特征在于，还包括：
数据上传单元，用于将每一周期的最终定位数据均同步上传给云端。
9.一种T-BOX，其特征在于，包括：
信号检测单元，用于周期性检测GNSS信号的丢失情况；
第一定位数据修正单元，用于若检测到当前周期未丢失GNSS信号，则根据当前周期所接收到的GNSS信号，获得车辆在当前周期的定位数据，并根据预设的RTK数据，修正车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出；
第二定位数据修正单元，用于若检测到当前周期已丢失GNSS信号，则获取车辆在当前周期的车速以及车辆在上一周期的定位数据，并结合预设的航位推算技术，得到车辆在当前周期的定位数据作为当前周期的最终定位数据输出。
10.如权利要求9所述的T-BOX，其特征在于，还包括：
信号接收单元，用于通过GNSS天线周期性接收GNSS信号。
11.如权利要求9所述的T-BOX，其特征在于，还包括：
数据上传单元，用于将每一周期的最终定位数据均同步上传给云端。
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