CN115790591B - 惯性测量与电子地图数据匹配方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了惯性测量与电子地图数据匹配方法、装置、设备和存储介质，其中，该匹配方法为在运动物体的检测过程中选用能抵消测量误差的位置特征值，又依据导航路径上的顺序点从电子地图数据库中提取数据，经过运算生成的位置特征值，将测量的位置特征值与电子地图生成的位置特征值依次对比，两个来源不同的位置特征值相等时，确定运动物体的地理位置位于电子地图的标识点上。本发明实施例避开了惯性测量单元测不准的物理量，采用惯性测量单元能够准确测量的位置特征值，实现了惯性测量单元的检测点与电子地图的标识点准确对应，提高了运动物体定位的准确性，该电子地图上的标识点能用于IMU准确校正，又能实现全程的电子地图定位和导航。

Description

惯性测量与电子地图数据匹配方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明属于电子地图匹配技术，具体涉及一种地图数据的处理方法与惯性测量单元的测量方法及其装置、设备和存储介质，用于为惯性导航系统提供定位数据并实施准确导航。

背景技术

术语：

1、惯性测量单元（IMU Inertial Measurement Unit）：测量运动物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度、高度变化值的装置，一个IMU包含了一个三轴的加速度计和一个三轴的陀螺仪，加速度计检测运动物体在导航坐标系独立三轴的加速度信号，陀螺仪检测运动物体相对于导航坐标轴的角速度信号，获得运动物体在三维空间中的角速度，再根据初始时刻的角度推算出此时运动物体的运动角度，并以此解算出运动物体的姿态和空间位置；

所述测量高度变化值是利用IMU的加速度计测量运动物体的俯仰角β，当运动物体在水平路面上时，测量其俯仰角β₀作为水平初始值，以后俯仰角变化（β-β₀）的正切值与运动距离D之积，得到运动物体的高度变化值Δh =D×tan（β-β₀）。

2、气压高度计，气压高度计根据气压变化测得运动物体的绝对海拔高度，其分辨率可达10厘米，前后两次测试的绝对海拔高度之差为高度变化值Δh。为了表述简化，本专利说明书将气压高度计归于惯性测量单元IMU中，作为IMU可选的一个组件。

3、组合导航系统INS（integrated navigation system）：利用计算机和数据处理技术把具有不同特点的导航设备组合在一起，以达到优化的目的，通常包含卫星导航装置和惯性导航装置；INS由输入装置、数据处理和控制部分、输出装置以及外围设备组成。

随着智能网联汽车和无人驾驶技术的高速发展，对车辆的高精度定位技术的需求愈加迫切。传统的卫星定位与惯导技术相结合的组合导航技术的可靠性越来越受到人们的重视：在长时间失去卫星信号的条件下，如何提高惯性导航的准确性是人们长期渴望解决的技术问题。众所周知，IMU（惯性测量单元）的传感设备具有漂移引起的累计误差，随着时间延长，误差会逐渐累积，最后变得不可用，所以惯性测量单元需要有效地校正。为此，本领域技术人员进行了长期努力以解决失去卫星信号后如何实现IMU准确校正。

中国专利文献CN101586962A于2009年11月公开了一种惯性导航系统地图回馈校正方法，它将原来的GPS导航定位，改为地图导航定位：

先由电子地图产生路径规划点，各规划点包含经纬度坐标信息，

再由惯性感测单元测量，经MCU处理，得到惯性导航路径点，

用路径规划点与惯性导航路径点的经纬度坐标比较，获得一修正误差值，用修正误差值来校正惯性导航路径点。每偏一次就纠正一次，或者定时，或者定距离完成一次纠偏。

该专利的问题是：其本质就是惯性感测元件的测量值作为修正的基础数据，而惯性测量单元输送来的导航点是通过MCU推算来的经纬度坐标点，该测量经纬度坐标不可避免有误差，用错误的测量值所计算的修正误差值也是错误的，所以这种校正只是自闭式的无效纠偏。

中国专利文献CN110044365 A于2019年7月公开了一种地图快速匹配方法及装置，它先从由导航计算机板利用捷联惯导和附属传感器形成航向和航点，航向航点选出其特征，再由航点特征生成相邻的航点数据判别可以形成移动速率、方位角变化率等作为检索参数，在地理资源（例如GIS数据库）中检索，GIS系统中具有丰富的地理数据，找出待匹配数据，即道路节点范围；然后确定航点与道路节点对应关系并获取两者间的匹配误差，量化匹配误差形成误差的特征分量；最后用误差的特征分量形成匹配数据反映航点的误差量值和误差趋势，对导航定位状态的修正。

此专利文献与专利文献CN101586962A不同的是：不使用地图上的位置点坐标与惯性测量的位置来匹配，改用相邻航点的移动速率、方位角变化率等特征量在GIS数据库寻找特征相同的地理标识点，即道路节点，以此道路节点作为校正基础，借此克服惯性感测元件的测量不准引起修正误差值的错误。但是，专利文献CN110044365 A仍存在以下问题：

第一、从运动物体角度来看，移动速率、方位角变化率都需要检测相邻两个位置坐标才能计算获得，由于惯性测量单元测不准的实质问题没有解决，依靠惯性测量单元检测两个位置点经运算所得的检索参数仍不准确。

第二、从地图角度来看，计算移动速率、方位角变化率引入了时间变化量，由于电子地图（电子地图是GIS数据库中的公路网的信息）不包含运动时间，采用移动速率、方位角变化率表征地理位置则成为空洞理念，无法确定电子地图中拾取点上的移动速率、方位角变化率。所以专利文献CN110044365 A不能实现电子地图与运动物体的位置匹配。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种惯性测量与电子地图数据匹配方法及其装置、设备和存储介质，能实现惯性测量单元的所在位置点与电子地图的拾取点准确匹配，以解决惯性测量单元测不准问题、IMU准确校正问题和长期存在的地图导航技术难题。

第一方面，本发明实施例提供了一种惯性测量与电子地图数据匹配方法，在运动物体的检测过程中选用能抵消测量误差的位置特征值，又依据导航路径上的顺序点从电子地图数据库中提取数据，经过运算生成的位置特征值，将测量的位置特征值与电子地图生成的位置特征值依次对比，两个来源不同的位置特征值相等时，确定运动物体的地理位置位于电子地图的标识点上。

所述位置特征值为海拔高度差、航向角之差或转向角中至少一个。

第二方面，本发明实施例提供了一种惯性测量与电子地图数据匹配装置，包括以下部分：

惯性检测运算模块，用于接收IMU输出的检测数据并计算出所需的位置特征值；

电子地图数据处理模块，用于提取电子地图数据库中的数据，按导航路径获得拾取点，计算出位置特征值，并存入拾取点数据库中，选定电子地图的标识点；

比较模块，用于将惯性检测运算模块实时输出的位置特征值与电子地图数据处理模块生成的标识点位置特征值进行对比；

位置匹配输出模块，在比较模块的对比结果相等时用于输出运动物体的位置坐标。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述电子设备实现本文实施例提供的任一所述的惯性测量与电子地图数据匹配方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算设备执行时，使得所述计算设备实现本文实施例提供的任一所述的惯性测量与电子地图数据匹配方法。

本发明的技术效果是：

本发明避开了惯性测量单元测不准的物理量，采用惯性测量单元能够准确测量的位置特征值，且从电子地图中容易获取该位置特征值，实现了惯性测量单元的检测点与电子地图的标识点准确对应，提高了运动物体定位的准确性，该电子地图上的标识点能用于IMU准确校正，又能实现全程的电子地图定位和导航，解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的地图导航难题。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为运动物体的导航坐标系示意图；

图2为航向角的正向表示图；

图3为本方法发明公开实施例1中海拔高度变化示意图；

图4为本方法发明公开实施例2中电子地图的导航路径上拾取点的航向角示意图；

图5为本方法发明公开实施例3中电子地图的导航路径上标识点的转向角示意图；

图6为本发明一个示例性实施例提供的一种惯性测量与电子地图数据匹配装置的结构示意图；

图7为本发明一个示例性实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

本方法发明是，在运动物体的检测过程中选用能抵消测量误差的位置特征值，又依据导航路径上的顺序点从电子地图数据库中提取数据，经过运算生成的位置特征值，将测量的位置特征值与电子地图生成的位置特征值依次对比，两个来源不同的位置特征值相等时，确定运动物体的地理位置位于电子地图的标识点上。所述位置特征值相等是工程意义上的相等，包含适当的偏差范围。

运动物体在电子地图上的初始位置由卫星精确确定，或者借助地理显著标志（例如停车场出口闸门）由人工在地图上指定。运动物体的移动方向为导航路径的指向。

如图1所示，在以运动物体为基点的导航坐标系中，运动物体向前行驶方向为X轴方向、天顶方向为Z轴、与Z轴和X轴互相垂直的方向为Y轴。由此运动物体的移动由绕X轴旋转的横滚角α（－90°～＋90°），绕Y轴旋转的俯仰角β（－90°～＋90°），绕Z轴旋转的航向角θ（0～360°）来表达，这横滚角α、俯仰角β和航向角θ三个参数通过在运动物体上安装的IMU测量，Z轴陀螺仪检测得到航向角θ。

方法实施例1、所述位置特征值选取海拔高度差

在电子地图中，每个拾取点信息包含该点的海拔高度、经纬度坐标和航向角，这些拾取点信息的集合构成拾取点数据库。按导航路径的先后顺序依次采集拾取点，从电子地图数据库中提取海拔高度数据。

如图2所示，运动物体在移动过程中，车道中间线的任意位置标记为Pn，以固定间隔（根据地图底图的精度如5米）标记后一个位置为Pn+1，前一个位置标记为Pn-1，对应的海拔高度标记为H(Pn)、H(Pn+1)、H(Pn-1)，后一个位置前一个位置的海拔高度差为ΔH(Pn)=H(Pn)-H(Pn-1)。

当 ΔHn＞0 为上坡路段， ΔHn＜0 为下坡路段，ΔHn=0为在水平路段，ΔHn从大于零过度到小于零过程中ΔHn=0的位置点为坡顶，ΔHn从小于零过度到大于零的过程中ΔHn=0点为坡底。

按图2所示的方法计算拾取点海拔高度差，得到导航路径上拾取点的一个位置特征值，将位置特征值作为数据库的一个字段存入拾取点数据库中。按导航路径先后顺序，把一系列的坡顶和坡底位置提取出来作为标识点。

在惯性测量中，运动物体的海拔高度差测量方式有两种：

1、气压计法：采用气压高度计，其分辨率为10厘米，测量频率能达每秒一次，根据气压变化得到绝对海拔高度，前后两次测得海拔高度变化Δh。用气压计连续测量绝对海拔高度，计算出相邻位置的海拔高度差，与电子地图依次排列的坡顶标识点或坡底标识点海拔高度变化ΔHn吻合，确定运动物体就处在电子地图上标识点的位置。

由于气压高度计测量的绝对海拔高度受温度和海拔高度的影响较大，但用于在较小距离范围内、较短的时间范围内，连续测量空气的气压值换算成绝对海拔高度，求出前后运动位置的高度差ΔHn=H(n+1)-H(n)就抵消了温度和海拔高度的影响，得到准确的高度差ΔHn。

2、俯仰角法：利用IMU的加速度计测量运动物体的俯仰角β，当运动物体处于水平路面上时，测量运动物体的俯仰角β₀作为水平初始值，以后测试所得的俯仰角增量Δβ=β-β₀的正切值与行驶距离D之积，就可以算出运动物体上升多少米或下降多少米，得到运动物体的海拔高度变化Δh=D×tan（Δβ）。

俯仰角增量Δβ＞0在上坡路段，俯仰角增量Δβ＜0在下坡路段，Δβ从大于零过度到小于零过程中Δβ=0的位置点为坡顶，Δβ从小于零过度到大于零的过程中Δβ=0点为坡底。运动物体在移动过程中通过IMU不断测量俯仰角增量，按照移动的先后顺序获得俯仰角增量（即海拔高度变化），与从电子地图的拾取点数据库提取出来的按次序排列的（坡顶或坡底）标识点海拔高度变化ΔHn吻合，确定运动物体就处在电子地图上标识点的位置。

以上俯仰角法和气压计法都可以准确测量运动物体的前后的高度差，两种方法可以各自单独使用，也可以联合使用，互为补充备份。

采用两次测量的海拔高度值之差，抵消了测量仪（俯仰角法或气压计法）的固定误差；又由于气压高度计和加速度计以及陀螺仪的误差来源主要是受温度变化和时间的影响，因此在两次测量之间的时间间隔很短，可限定在几秒之内，且环境温度变化也很小，测量的干扰性误差很小；二者共同作用以减小测量误差，提高了定位检测的准确度。

本实施例把运动物体（包括车辆）位置坐标的检测转化为海拔高度变化的测量，能准确定位。

方法实施例2、所述位置特征值选取航向角之差

如图3所示，航向角θ按顺时针为正向方向，以正北为零度角。

如图4所示，在电子地图上，道路中心的圆点线为导航路径，导航路径上各拾取点的航向角为曲线上的运动切向，该切向由平面曲线上位于该点曲率半径的方向获得。导航路径上等距离设置各拾取点，在图4中，拾取点Pn-2、Pn-1、Pn、Pn+1的航向角分别为θn-2、θn-1、θn、θn+1。相邻两点之间的航向角之差有Δθn-1=θn-1－θn-₂、Δθn=θn－θ n-1、Δθn+1=θn+1－θn。

按图4所示的方法获得相邻两拾取点的航向角之差，作为导航路径上拾取点的又一个位置特征值，将位置特征值作为数据库的一个字段存入拾取点数据库中。按导航路径先后顺序，把一系列等距离的拾取点位置提取出来作为标识点。

运动物体在移动过程中，通过安装的IMU来实时测量运动物体的航向角，按照移动的先后顺序，IMU输出的航向角变化值等于等距离标识点的航向角之差，确定运动物体所处的位置为标识点。在图4中的Pn到Pn+1路段，若IMU输出的航向角变化值等于Δθn+1，即运动物体所处的位置为标识点Pn+1。

采用Pn到Pn+1两次测量的航向角之差，抵消了IMU的固定误差，从而减小测量误差，提高了IMU检测的准确度。

方法实施例3、所述位置特征值选取转向角

上述航向角变化是以运动物体为主体的观测参数，转向角则是以道路为主体的特征参数。

如图5所示，在电子地图上，道路中心的圆点线为导航路径，该导航路径有Pn到Pn+1的弯道，进入弯道的切向角（航向角）为θn，走出弯道的切向角为θn+1，将弯道拟合为圆弧，则弯道两端点的转向角为θn+1－θn，该转向角等于圆弧的圆心角γ，即γ=θn+1－θn。

在弯道圆弧上按圆心角γ进行m等分，获得分隔点，则m-1个分隔点的转向角δ依次为γ/m，2γ/m…(m-1) γ/m。在图5所示的实施例中，将圆心角γ作角平分线，在圆弧上得到分隔点P0 ，圆弧上从Pn到P₀点的转向角δ=γ/2。

如弯道为不规则曲线，则用多段圆弧拟合，各段圆弧上对应获取其分隔点P，每一圆弧分隔点P都有自己的转向角，它们依序排列在导航路径的队列中，转向角作为圆弧分隔点的位置特征值。

按图5所示的方法获得分隔点的转向角，作为导航路径上拾取点的另一个位置特征值，将位置特征值作为数据库的一个字段存入拾取点数据库中。按导航路径先后顺序，把一系列的分隔点位置提取出来作为标识点。

特别地，在导航路径处于交通十字路口转向的过度圆弧上，该过度圆弧的圆心角γ的1/2分隔点称为转折点，该转折点的转向角为十字路口转向角的1/2，约等于45°，该转折点作为标识点。

运动物体在图5中Pn到Pn+1弯道的移动过程中，若IMU输出的航向角变化值为δ，该δ即为P₀点的转向角，运动物体所处的位置为标识点P₀。

惯性测量采用Pn到P₀之间的航向角变化值δ，抵消了IMU的固定误差，从而减小测量误差，提高了IMU检测的准确度。

本方法发明选用的位置特征值包含但不限于以上实施例的三种形式，这些位置特征值根据道路状况，可以选择其中一种位置特征值，也可选用其中两种或更多种，由路况上各路段状态综合选择位置特征值的种类。

由以上实施例可得本方法发明的优点是：

第一，提取标识点信息已经包含在这条道路的电子地图里（隐藏在电子地图信息里），本发明基于上述新型的算法提取出来，获得有利于检测的位置特征值，生成一个轻量化的标识点信息数据库备用。

第二，由于本方法发明所获得标识点存在于道路的地理状态之中，与道路上绘制的各种交通标志不同，这些地理状态在道路修建好以后就不会再改变，更不会被污损、涂抹、损毁等，同时也无需维护工作。

第三、本方法发明所提取的标识点能通过安装在运动物体上的组合导航系统中的IMU部分元件准确检测，运动物体在道路上移动的过程中，IMU会不断输出运动物体的航向角、俯仰角等动态数据，这些数据与从地图上生成的标识点数据库相应字段作比对，就能准确判断运动物体的实时位置，实现运动物体位置与电子地图的标识点准确匹配，完成全程的电子地图导航，又能实施组合导航系统INS的反馈校准，消除惯导的累积误差。

图6是本发明一个示例性实施例提供的惯性测量与电子地图数据匹配装置的结构示意图，该装置可以采用软件和/或硬件实现，并可集成在任意具有计算能力的电子设备上，例如能够与车辆或移动设备进行交互的服务器等

如图6所示，本发明的惯性测量与电子地图数据匹配装置100包括如下部分：

惯性检测运算模块110，用于接收IMU输出的检测数据并计算出所需的位置特征值；

电子地图数据处理模块120，用于提取电子地图数据库中的数据，按导航路径获得拾取点，计算出位置特征值，并存入拾取点数据库中，选定电子地图的标识点；

比较模块130，用于将惯性检测运算模块110实时输出的位置特征值与电子地图数据处理模块120生成的标识点位置特征值进行对比；

位置匹配输出模块140，在比较模块130的对比结果相等时用于输出运动物体的位置坐标。

惯性检测运算模块110具体用于：

计算相邻位置的前后两次测得海拔高度变化Δh；

或/和计算俯仰角增量Δβ=β-β₀，β₀为水平面的俯仰角测量值，β为坡段上的俯仰角测量值；

或/和计算相邻位置的前后两次测试的航向角之差；

或/和计算弯道上移动位置的转向角。

电子地图数据处理模块120具体用于：

按导航路径的先后顺序依次采集拾取点，从电子地图数据库中提取海拔高度数据，计算前后两拾取点的海拔高度之差，作为导航路径上拾取点的一个位置特征值，将位置特征值作为数据库的一个字段存入拾取点数据库中；海拔高度之差从大于零过度到小于零过程中海拔高度之差为0的位置点是坡顶，海拔高度之差从小于零过度到大于零的过程中海拔高度之差为0点是坡底，把一系列的坡顶和坡底位置提取出来作为标识点存储；

或/和计算导航路径上等距离两拾取点的航向角之差，作为导航路径上拾取点的又一个位置特征值，将位置特征值作为数据库的一个字段存入拾取点数据库中，把一系列等距离的拾取点位置提取出来作为标识点存储；

或/和计算弯道圆弧两个分隔点航向角变化值，即转向角δ，作为导航路径上拾取点的再一个位置特征值，将位置特征值作为数据库的一个字段存入拾取点数据库中，把一系列分隔点位置提取出来作为标识点存储。

本发明提供的电子地图匹配装置可执行本文实施例所提供的惯性测量与电子地图数据匹配方法，具备执行本方法发明的相应功能模块和有益效果。本发明的装置实施例中未详尽描述的内容可以参考本方法发明实施例中的描述。

图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，用于对实现本发明实施例提供的惯性测量与电子地图数据匹配方法的电子设备进行示例性说明。该电子设备200可以是便携式移动终端，比如：智能手机、车载终端、平板电脑、MP3播放器、MP4播放器、笔记本电脑或台式电脑。电子设备200还可能被称为用户设备、便携式终端、膝上型终端、台式终端等其他名称。

通常，电子设备200包括一个或多个处理器201和存储器202。

处理器201可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备200中的其他组件以执行期望的功能。

存储器202可以包括一个或多个计算机程序产品，计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器201可以运行程序指令，以实现本发明实施例提供的惯性测量与电子地图数据匹配方法，还可以实现其他期望的功能。在计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。

其中，本发明实施例提供的惯性测量与电子地图数据匹配方法可以包括：在运动物体的检测过程中选用能抵消测量误差的位置特征值，又依据导航路径上的顺序点从电子地图数据库中提取数据，经过运算生成的位置特征值，将测量的位置特征值与电子地图生成的位置特征值依次对比，两个来源不同的位置特征值相等时，确定运动物体的地理位置位于电子地图的标识点上。应当理解，电子设备200还可以执行本方法发明实施例提供的其他可选实施方案。

电子设备200还可以包括：输入装置203和输出装置204，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。

此外，该输入装置203可以包括例如惯性测量单元（或包含有气压高度计）、电子地图读取装置、键盘、鼠标等等。

该输出装置204可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。

该输出装置204可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图7中仅示出了该电子设备200中与本发明有关的组件，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备200还可以包括任何其他适当的组件。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，其包括计算机程序或计算机程序指令，计算机程序或计算机程序指令在被计算设备执行时使得计算设备实现本发明实施例所提供的惯性测量与电子地图数据匹配方法。计算机程序产品可以用一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码。

此外，本发明实施例还可以提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，计算机程序指令在被计算设备执行时使得计算设备实现本发明实施例所提供的惯性测量与电子地图数据匹配方法。

本发明实施例提供的惯性测量与电子地图数据匹配方法可以包括：在运动物体的检测过程中选用能抵消测量误差的位置特征值，又依据导航路径上的顺序点从电子地图数据库中提取数据，经过运算生成的位置特征值，将测量的位置特征值与电子地图生成的位置特征值依次对比，两个来源不同的位置特征值相等时，确定运动物体的地理位置位于电子地图的标识点上。

计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于这些实施例，而是要符合与本发明的原理和创新点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.惯性测量与电子地图数据匹配方法，其特征是：

依据导航路径上按导航路径的先后顺序依次采集拾取点，从电子地图数据库中提取数据，每个拾取点信息包含该点的海拔高度、经纬度坐标和航向角，这些拾取点信息的集合构成拾取点数据库，经过运算生成的位置特征值；所述位置特征值为海拔高度值之差或两个点之间的航向角之差中至少一个；所述的海拔高度值之差为电子地图中相邻两拾取点的海拔高度之差；所述的航向角之差为电子地图等距离的相邻两拾取点的航向角之差；

运动物体的移动方向为导航路径的指向，在运动物体的检测过程中选用能抵消测量误差的位置特征值；

将测量的位置特征值与电子地图生成的位置特征值依次对比，两个来源不同的位置特征值相等时，确定运动物体的地理位置位于电子地图的标识点上。

2.根据权利要求1所述的惯性测量与电子地图数据匹配方法，其特征是：电子地图的标识点为坡顶或坡底，坡顶或坡底的确定方法为：当海拔高度差ΔHn＞0 为上坡路段，ΔHn＜0为下坡路段，ΔHn=0为在水平路段；ΔHn从大于零过度到小于零过程中ΔHn=0的位置点为坡顶，ΔHn从小于零过度到大于零的过程中ΔHn=0点为坡底。

3.根据权利要求2所述的惯性测量与电子地图数据匹配方法，其特征是，惯性测量与电子地图标识点匹配的方法为：用气压计连续测量绝对海拔高度，计算出相邻位置的海拔高度差，与电子地图依次排列的坡顶标识点或坡底标识点海拔高度变化ΔHn吻合，确定运动物体就处在电子地图上标识点的位置；或/和用IMU的加速度计测量运动物体的俯仰角β，与水平时的俯仰角β0相比，俯仰角增量Δβ＞0在上坡路段，俯仰角增量Δβ＜0在下坡路段，Δβ从大于零过度到小于零过程中Δβ=0的位置点为坡顶，Δβ从小于零过度到大于零的过程中Δβ=0点为坡底；运动物体在移动过程中通过IMU不断测量俯仰角增量，按照移动的先后顺序获得俯仰角增量，与电子地图依次排列的坡顶标识点或坡底标识点海拔高度变化ΔHn吻合，确定运动物体就处在电子地图上标识点的位置。

4.根据权利要求1所述的惯性测量与电子地图数据匹配方法，其特征是：所述拾取点位置为标识点；运动物体在移动过程中，通过安装的IMU来实时测量运动物体的航向角，按照移动的先后顺序，IMU输出的航向角变化值等于等距离标识点的航向角之差，确定运动物体所处的位置为标识点。

5.根据权利要求1所述的惯性测量与电子地图数据匹配方法，其特征是：在导航路径处于交通十字路口转向的过度圆弧上，选用转折点为标识点；该转折点的转向角为交通十字路口转向角的1/2，运动物体在弯道的移动过程中，IMU输出的航向角变化值等于转折点的转向角，运动物体所处的位置位于转折点上。