CN117151497A - Gnss定位质量评估方法、装置、介质及程序产品 - Google Patents

Gnss定位质量评估方法、装置、介质及程序产品 Download PDF

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CN117151497A CN202210551036.3A CN202210551036A CN117151497A CN 117151497 A CN117151497 A CN 117151497A CN 202210551036 A CN202210551036 A CN 202210551036A CN 117151497 A CN117151497 A CN 117151497A
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Abstract

本申请提供了一种GNSS定位质量评估方法、装置、介质及程序产品，本发明实施例可应用于地图领域，该方法包括：获取车辆在多个行驶位置上的GNSS数据和里程计数据；确定多个行驶位置的行驶位置数量；根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量评估GNSS定位质量，从而可以提高GNSS定位质量评估的准确性。

Description

GNSS定位质量评估方法、装置、介质及程序产品
技术领域
本申请实施例涉及导航定位技术领域，尤其涉及一种GNSS定位质量评估方法、装置、介质及程序产品。
背景技术
目前的导航技术通常采用的是一种融合算法，例如，车载终端可以对全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)数据、里程计数据、视觉定位数据/点云定位数据、高精地图等进行融合，得到车辆的定位结果。通常在该融合算法的初始化过程中需要对里程计数据与GNSS数据进行对齐，并且可以选择可靠的GNSS定位点对导航系统进行初始化。而在该融合算法的执行过程中，需要利用GNSS数据对经过通过里程计数据、视觉定位数据/点云定位数据、高精地图等得到的车辆定位结果进行校正。由此可知，对GNSS定位质量的评估至关重要。
现有技术是通过如下方法对GNSS定位质量进行评估的：车载终端可以基于GNSS得到车辆的GNSS轨迹，并通过里程计数据、视觉定位数据/点云定位数据、高精地图等方法得到一个定位轨迹；将该定位轨迹预设时间区间的曲线向GNSS轨迹预设时间区间的曲线做相似变化，使得这两条曲线的两端重合；以当前时刻为中心，截取两端重合的定位轨迹预设时间区间的曲线及GNSS轨迹预设时间区间的曲线前后预置时间区间的曲线；在截取的预置时间区间曲线中，计算每个时刻定位曲线到GNSS曲线的距离，得到最大距离；若该最大距离小于预设距离值，则确定当前时刻的GNSS定位质量合格，否则，则确定当前时刻的GNSS定位质量不合格。
然而，现有的GNSS定位质量评估方法是一种单点评估方法，即基于两条曲线的最大距离对应的点进行质量评估，如果最大距离对应的点存在异常，那么容易造成GNSS定位质量评估不准确的问题。
发明内容
本申请提供一种GNSS定位质量评估方法、装置、介质及程序产品，从而可以提高GNSS定位质量评估的准确性。
第一方面，提供一种GNSS定位质量评估方法，包括：获取车辆在多个行驶位置上的GNSS数据和里程计数据；确定多个行驶位置的行驶位置数量；根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量评估GNSS定位质量。
第二方面，提供一种GNSS定位质量评估装置，包括：获取模块、确定模块、评估模块，其中，获取模块用于获取车辆在多个行驶位置上的GNSS数据和里程计数据；确定模块用于确定多个行驶位置的行驶位置数量；评估模块用于根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量评估GNSS定位质量。
第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于调用并运行该存储器中存储的计算机程序，执行如第一方面或其各实现方式中的方法。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，计算机程序使得计算机执行如第一方面或其各实现方式中的方法。
第五方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，该计算机程序指令使得计算机执行如第一方面或其各实现方式中的方法。
第六方面，提供一种计算机程序，计算机程序使得计算机执行如第一方面或其各实现方式中的方法。
通过本申请提供的技术方案，车载终端可以获取多个行驶位置上的GNSS数据和里程计数据，并且可以根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量评估GNSS定位质量。这种多点评估方案，可以降低轨迹位置存在异常的概率，从而可以提高GNSS定位质量评估的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1提供了一种融合算法的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种GNSS定位质量评估方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种GNSS定位质量评估方法的流程图；
图4A为本申请实施例提供的再一种GNSS定位质量评估方法的流程图；
图4B为本申请实施例提供的又一种GNSS定位质量评估方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的另一种GNSS定位质量评估方法的流程图；
图6为本申请实施例提供的一种GNSS定位质量评估装置600的示意图；
图7是本申请实施例提供的电子设备700的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
GNSS导航系统可以包括以下系统，但不限于此：全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)、全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，Glonass)、伽利略定位系统(Galileo satellite navigation system，Galileo)、北斗卫星导航系统以及相关的增强系统，如广域增强系统(Wide Area Augmentation System，WAAS)、欧洲静地导航重叠系统(European Geostationary Navigation Overlay Service，EGNOS)和多功能运输卫星增强系统(Multi-functional Satellite AugmentationSystem，MSAS)等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。总之，GNSS导航系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。
由于GNSS信号在一些特殊环境下，如天桥、隧道、树木茂密等驾驶环境下，GNSS信号可能会受到干扰，甚至导致车辆无法接收到GNSS信号。因此，目前还有一种基于惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)的导航技术。IMU导航系统也被称为惯性导航系统，它是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。IMU是组成惯性导航系统的设备单元，由陀螺仪、加速计、算法处理单元三部分组成。陀螺仪与加速计分别测量角度、加速度信息。不依靠外界的信息输入，惯性导航系统可以向车辆提供航向、姿态、速度、位置等导航参数。GNSS导航技术与IMU导航技术可以相辅相成地实现车辆的稳定定位。
里程计可以利用从移动传感器获得的数据来定位车辆位置，其中，里程计是一个模块，而不是一种具体的传感器，里程计可以利用IMU、轮式编码器等传感器的数据。里程计数据可以分为两个部分：一个是位姿，即位置和姿态，其中，姿态可以用于确定航向角，因此，里程计数据也可以被理解为其包括：位置和航向角。另一个是速度，即线速度和角速度。
上述GNSS导航系统采用的是绝对位置定位技术，绝对位置定位是以地球为参考系。而目前还存在基于相对位置定位技术，相对位置定位以当前驾驶场景为参考系，相对位置定位思路和人类驾驶过程更为类似：人类驾驶员在驾驶过程中，通过视觉观察周围场景中的物体，包括建筑、路缘、标志线等，经过对比判断车辆在当前场景中的位置。相对位置定位技术可以分为视觉定位技术和点云定位技术。
基于此，为了实现高精度导航或者定位，目前可以对GNSS定位技术、里程计定位技术、视觉定位数据以及高精地图进行融合，或者，可以对GNSS定位技术、里程计定位技术、点云定位数据以及高精地图进行融合，以实现对车辆的定位。
以自动驾驶为例，当前自动驾驶导航过程可以简要分为三个阶段：路线级规划、车道级规划、自动驾驶控制。路线级规划通过导航地图确定具体行驶路线，考虑交通方式、路线距离、交通状况、途径地点等，是点到点的粗略规划。车道级规划依靠高精度地图，根据给定的路线确定具体的形式方案，包括车辆起步和停止、速度限制、车道保持与变道、车道坡度等。在自动驾驶控制阶段，系统依据具体的行驶方案控制汽车，实现自动驾驶。具体到自动驾驶的控制，可以将自动驾驶流程分为“感知层-决策层-执行层”，高精地图横跨“感知层”和“决策层”。在感知层，车辆通过摄像头、毫米波雷达、激光雷达等设备获取周围场景信息，实现周围感知；将周围场景信息与高精度地图进行比对，确定车辆相对位置，并通过GNSS定位技术、里程计定位技术确定自身姿态、速度和绝对位置等，共同实现自我感知。感知信息进入决策层，算法将依据高精地图、车联网技术提供的多维度信息对具体驾驶问题做出判断、输出车辆控制信号并交给执行层执行。
例如，图1提供了一种融合算法的示意图，如图1所示，车载终端可以获取点云数据、GNSS数据和里程计数据，以得到车辆的定位结果。具体地，车载激光雷达可以扫描获得点云数据，并提取点云数据中包含的环境特征；此外，车辆可以通过GNSS定位技术和里程计定位技术定位获得车辆位置的预测值，从高精地图中获取该位置附近的环境特征，之后将扫描识别的环境特征与高精地图的环境特征做匹配融合，实现对车辆的高精定位。
如上所述，通常在该融合算法的初始化过程中需要对里程计数据与GNSS数据进行对齐，并且可以选择可靠的GNSS定位点对导航系统进行初始化。而在该融合算法的执行过程中，需要利用GNSS数据对经过通过里程计数据、视觉定位数据/点云定位数据、高精地图等得到的车辆定位结果进行校正。由此可知，对GNSS定位质量的评估至关重要。然而，现有的GNSS定位质量评估方法是一种单点评估方法，即基于两条曲线的最大距离对应的点进行质量评估，如果最大距离对应的点存在异常，那么容易造成GNSS定位质量评估不准确的问题。
为了解决上述技术问题，本申请提供一种基于多个轨迹位置的GNSS定位质量评估方法，即多点评估方案，从而可以降低轨迹位置存在异常的概率，进而可以提高GNSS定位质量评估的准确性。
示例性地，本申请技术方案可以应用于车辆定位场景，但不限于此，例如可以应用于车道级定位场景中，具体可以在车辆定位之前，或者在车辆定位过程中车载终端可以对GNSS定位质量进行评估。
应理解的是，本申请技术方案可以应用于自动驾驶领域，也可以应用于非自动驾驶领域，本申请对此不做限制。
下面将对本申请技术方案进行详细阐述：
图2为本申请实施例提供的一种GNSS定位质量评估方法的流程图，该方法可以由用户终端执行，该用户终端可以包括但不限于手机、电脑、智能语音交互设备、智能家电、车载终端、飞行器等，下面以车载终端为执行主体，对本申请技术方案进行示例性说明。如图2所示，该方法包括：
S210：获取车辆在多个行驶位置上的GNSS数据和里程计数据；
S220：确定多个行驶位置的行驶位置数量；
S230：根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量评估GNSS定位质量。
应理解的是，上述GNSS数据和里程计数据是在车辆处于运动状态时采集得到的。
应理解的是，每个行驶位置上的GNSS数据和里程计数据是对齐的。例如，对于多个行驶位置中的第i个行驶位置，车载终端可以采集该行驶位置上的GNSS数据和里程计数据，那么这一组GNSS数据和里程计数据可以称为在该行驶位置上对齐。其中，i＝0，1……N-1，N是多个行驶位置的行驶位置数量。
可选地，上述S230可以通过如下可实现方式来实现，但不限于此：
如图3所示，S230可以包括：
S310：根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值，第一数值用于表征多个行驶位置上的GNSS数据中的航向角数据的可靠性；
S320：根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定GNSS数据构成的行驶轨迹与里程计数据构成的行驶轨迹之间的轨迹误差；
S330：根据第一数值和轨迹误差评估GNSS定位质量。
应理解的是，GNSS数据也被称为GNSS定位数据，里程计数据也被称为里程计定位数据。
可选地，每个行驶位置上的GNSS数据包括：基于GNSS得到的位置数据和基于GNSS得到的航向角数据，为了后续与基于里程计得到的位置数据和航向角数据做以区分，这里可以将基于GNSS得到的位置数据称为第一位置数据，将基于GNSS得到的航向角数据称为第一航向角数据。
可选地，第一位置数据包括：经度数据和纬度数据，例如，第i个行驶位置对应的第一位置数据可以被记为(Loni,Lati)，Loni表示经度数据，Lati表示纬度数据。
可选地，每个行驶位置上的里程计数据包括：基于里程计得到的位置数据和基于里程计得到的航向角数据，为了与基于GNSS得到的位置数据和航向角数据做以区分，这里可以将基于里程计得到的位置数据称为第二位置数据，将基于里程计得到的航向角数据称为第二航向角数据。
可选地，第二位置数据可以是位置坐标，该位置坐标可以是二维位置坐标，也可以是三维位置坐标。以二维位置坐标为例，第i个行驶位置对应的第二位置数据可以被记为(xi,yi)，xi表示横坐标，yi表示纵坐标。
基于此，在可实现方式一中，如图4A所示，上述S310包括：
S410：根据多个行驶位置上的第一航向角数据、第二航向角数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值；
上述S320可以包括：
S420：根据多个行驶位置上的第一位置数据、第二位置数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定上述轨迹误差；
上述S330可以包括：
S430a：判断第一数值是否小于或等于第一阈值，且轨迹误差是否小于或等于第二阈值，若第一数值小于或等于第一阈值且轨迹误差小于或等于第二阈值，则执行S440a，若第一数值大于第一阈值，或者，轨迹误差大于第二阈值，则执行S450a；
S440a：确定GNSS定位质量达标；
S450a：确定GNSS定位质量未达标。
在可实现方式二中，如图4B所示，上述S310包括：
S410：根据多个行驶位置上的第一航向角数据、第二航向角数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值；
上述S320可以包括：
S420：根据多个行驶位置上的第一位置数据、第二位置数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定上述轨迹误差；
上述S330可以包括：
S430b：判断第一数值是否小于或等于第一阈值，或者，轨迹误差是否小于或等于第二阈值，若第一数值小于或等于第一阈值，或者，轨迹误差小于或等于第二阈值，则执行S440b，若第一数值大于第一阈值且轨迹误差大于第二阈值，则执行S450b；
S440b：确定GNSS定位质量达标；
S450b：确定GNSS定位质量未达标。
应理解的是，上述两种可实现方式的区别在于：在可实现方式一中，只有第一航向角数据与第二航向角数据差异较小，并且第一位置数据与第二位置数据差异较小时，才能确定GNSS定位质量达标。在可实现方式二中，只要第一航向角数据与第二航向角数据的差异以及第一位置数据与第二位置数据差异中的至少一者较小时，则可以确定GNSS定位质量达标。由此可知，通过可实现方式一所实现的GNSS定位质量的评估结果应该更加准确。
应理解的是，在可实现方式一和可实现方式二中的“等于”情况可以设置在任一分支中，例如，S430a也可以是：判断第一数值是否小于第一阈值，且轨迹误差是否小于第二阈值，若第一数值小于第一阈值且轨迹误差小于第二阈值，则执行S440a，若第一数值大于或等于第一阈值，或者，轨迹误差大于或等于第二阈值，则执行S450a。再例如，S430b也可以是：判断第一数值是否小于第一阈值，或者，轨迹误差是否小于第二阈值，若第一数值小于第一阈值，或者，轨迹误差小于第二阈值，则执行S440b，若第一数值大于或等于第一阈值，且轨迹误差大于或等于第二阈值，则执行S450b；
针对可实现方式一进行如下说明：
为了降低对车载终端的处理器以及存储开销，车载终端可以在确定第一数值小于或等于第一阈值时，再执行S420。
例如，图5为本申请实施例提供的另一种GNSS定位质量评估方法的流程图，如图5所示，S230可以包括：
S510：根据多个行驶位置上的第一航向角数据、第二航向角数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定上述第一数值；
S520：判断第一数值是否小于或等于第一阈值，若第一数值小于或等于第一阈值，则执行S530，若第一数值大于第一阈值，则执行S560。
S530：根据多个行驶位置上的第一位置数据、第二位置数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定上述轨迹误差；
S540：判断轨迹误差是否小于或等于第二阈值，若轨迹误差小于或等于第二阈值，则执行S550，若轨迹误差大于第二阈值，则执行S560；
S550：确定GNSS定位质量达标；
S560：确定GNSS定位质量未达标。
应理解的是，在该可实现方式中的“等于”情况可以设置在任一分支中，例如，S520也可以是：判断第一数值是否小于第一阈值，若第一数值小于第一阈值，则执行S530，若第一数值大于或等于第一阈值，则执行S560。再例如，S540也可以是：判断轨迹误差是否小于第二阈值，若轨迹误差小于第二阈值，则执行S550，若轨迹误差大于或等于第二阈值，则执行S560；
下面对确定第一数值的计算方式进行说明：
可选地，车载终端可以计算每个行驶位置上的第一航向角数据和第二航向角数据之差，得到第二数值；根据每个行驶位置对应的第二数值和多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值。
应理解的是，每个行驶位置对应一个第二数值，例如，第一位置数据包括：经度数据和纬度数据。例如，第i个行驶位置对应的第一航向角数据可以被记为Coursei，第二航向角数据可以被记为Yawi，那么第i个行驶位置对应的第二数值是Coursei-Yawi。
可选地，车载终端可以计算每个行驶位置对应的第二数值的正弦值和余弦值；根据每个行驶位置对应的第二数值的正弦值、余弦值和多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值。例如，第i个行驶位置对应的第二数值是Coursei-Yawi，该第二数值的正弦值是sin(Coursei-Yawi)，余弦值是cos(Coursei-Yawi)。
可选地，车载终端可以对多个行驶位置各自对应的第二数值的正弦值求和，得到第三数值；对多个行驶位置各自对应的第二数值的余弦值求和，得到第四数值；根据第三数值、第四数值和多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值。例如，第i个行驶位置对应的第二数值的正弦值是sin(Coursei-Yawi)，余弦值是cos(Coursei-Yawi)，那么第三数值是∑isin(Coursei-Yawi)，第四数值是∑icos(Coursei-Yawi)。
可选地，车载终端可以计算第三数值与多个行驶位置的行驶位置数量的比值，得到第五数值；计算第四数值与多个行驶位置的行驶位置数量的比值，得到第六数值；根据第五数值和第六数值确定第一数值。例如，第三数值是∑isin(Coursei-Yawi)，第四数值是∑icos(Coursei-Yawi)，那么第五数值是第六数值是/>
可选地，车载终端可以计算第五数值的平方与第六数值的平方之和，再开方，得到第七数值；计算1与第七数值之差，得到第一数值。例如，第六数值是那么第七数值是/>最终得到的第一数值是也就是说，假设第一数值用R表示，那么第一数值可以通过如下公式(1)计算得到：
应理解的是，本申请实施例对第一数值的计算公式不限于上述公式(1)，例如，可以通过上述公式(1)的变形公式计算得到第一数值。
下面对确定轨迹误差的计算方式进行说明：
应理解的是，上述多个行驶位置上的第一位置数据构成第一矩阵，上述多个行驶位置上的第二位置数据构成第二矩阵。例如，假设将第一矩阵记为G，将第二矩阵记为D，那么矩阵G和矩阵D的具体形式可以是：
可选地，车载终端可以对第一矩阵进行处理，得到第三矩阵；对第二矩阵进行处理，得到第四矩阵；根据第三矩阵、第四矩阵和多个行驶位置的行驶位置数量确定轨迹误差。
可选地，车载终端可以针对第一矩阵，对每个行驶位置上的第一位置数据中的经度数据乘以该第一位置数据中的纬度数据的余弦值，以得到第五矩阵；对第五矩阵的全部经度数据求平均值，并第五矩阵的全部纬度数据求平均值，以得到第六矩阵；计算第五矩阵与第六矩阵之差，得到第三矩阵。
例如，假设将第五矩阵记为G'，那么矩阵G'的具体形式可以是：
假设将第六矩阵记为那么矩阵/>的具体形式可以是：
其中，可以是对G'中的全部经度数据求线性平均值，但不限于此，例如， 可以是对G'中的全部纬度数据求线性平均值，但不限于此，例如，
假设将第三矩阵记为G1，最终得到
可选地，车载终端可以对第二矩阵的每个维度上的数据求平均值，以得到第七矩阵；计算第二矩阵与第七矩阵之差，得到第四矩阵。例如，假设将第七矩阵记为那么矩阵的具体形式可以是：
假设将第四矩阵记为D1，最终得到
可选地，车载终端可以计算第三矩阵的转置与第四矩阵的乘积，得到第八矩阵；对第八矩阵进行奇异值分解，以得到第八矩阵对应的对角矩阵；根据第三矩阵、第四矩阵、第八矩阵、对角矩阵和多个行驶位置的行驶位置数量确定轨迹误差。例如，第八矩阵可以是G1 TD1，该矩阵是2*2的矩阵，假设对该矩阵进行奇异值分解的公式如下：
svd(G1 TD1)＝U·Σ·V (2)
其中，利用G1 TD1的转置乘以G1 TD1得到一个2*2方阵，对该2*2方阵进行特征值分解，可以得到2个特征向量组成的2*2矩阵就是V矩阵。利用G1 TD1乘以G1 TD1的转置得到2*2方阵，对该2*2方阵进行特征值分解，可以得到2个特征向量组成的2*2矩阵就是U矩阵。而Σ就是G1 TD1对应的对角矩阵。
可选地，车载终端可以计算第三矩阵的转置与第三矩阵的乘积，得到第九矩阵；计算第四矩阵的转置与第四矩阵的乘积，得到第十矩阵；计算对角矩阵与第十一矩阵的乘积，得到第十二矩阵，其中，当第九矩阵的行列式大于或等于0时，第十一矩阵是单位矩阵，当第九矩阵的行列式小于0时，第十一矩阵与单位矩阵的不同是第十二矩阵的最后一个元素为-1；根据第九矩阵、第十矩阵、第十二矩阵和多个行驶位置的行驶位置数量确定轨迹误差。例如，假设第三矩阵是G1，那么得到的第九矩阵是G1 TG1，假设第四矩阵是D1，那么得到的第十矩阵是D1 TD1。假设将第十一矩阵记为K，那么得到的第十二矩阵是Σ·K。
可选地，车载终端可以计算第九矩阵的所有元素的平方和，得到第八数值；计算第十矩阵的所有元素的平方和，得到第九数值；计算第十二矩阵的迹的平方，得到第十数值；根据第八数值、第九数值、第十数值和多个行驶位置的行驶位置数量确定轨迹误差。
例如，假设第九矩阵是G1 TG1，那么得到的第八数值是|G1 TG1|2，假设第十矩阵是D1 TD1，那么得到的第九数值是|D1 TD1|2，假设第十二矩阵是Σ·K，那么第十数值是(tr(Σ·K))2。
可选地，车载终端可以计算第十数值与第九数值的比值，得到第十一数值；根据第八数值、第十一数值和多个行驶位置的行驶位置数量确定轨迹误差。例如，假设第九数值是|D1 TD1|2，第十数值是(tr(Σ·K))2，那么得到的第一数值是
可选地，车载终端可以计算第八数值与第十一数值之差，得到第十二数值；根据第十二数值和多个行驶位置的行驶位置数量确定轨迹误差。例如，假设第八数值是|G1 TG1|2，第一数值是那么得到的第十二数值是/>
可选地，车载终端可以计算第十二数值与多个行驶位置的行驶位置数量的比值，得到轨迹误差。例如，假设第十二数值是多个行驶位置的行驶位置数量是N，那么最终轨迹误差E可以通过如下公式(3)计算得到：
应理解的是，本申请实施例对轨迹误差的计算公式不限于上述公式(3)，例如，可以通过上述公式(3)的变形公式计算得到轨迹误差。
再例如，可以通过如下公式(4)和公式(5)得到轨迹误差：
可选地，车载终端可以计算第四矩阵的转置与第三矩阵的乘积，对得到的乘积矩阵进行奇异值分解的公式如下：
svd(D1 TG1)＝U'·Σ'·V' (4)
其中，利用D1 TG1的转置乘以D1 TG1得到一个2*2方阵，对该2*2方阵进行特征值分解，可以得到2个特征向量组成的2*2矩阵就是V'矩阵。利用D1 TG1乘以D1 TG1的转置得到2*2方阵，对该2*2方阵进行特征值分解，可以得到2个特征向量组成的2*2矩阵就是U'矩阵。而Σ'就是D1 TG1对应的对角矩阵。
轨迹误差E可以通过如下公式(5)计算得到：
应理解的是，本申请实施例对轨迹误差的计算公式不限于上述公式(5)，例如，可以通过上述公式(5)的变形公式计算得到轨迹误差。
本申请实施例提供一种GNSS定位质量评估方法，其中，车载终端可以获取多个行驶位置上的GNSS数据和里程计数据，并且可以根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量评估GNSS定位质量。这种多点评估方案，可以降低轨迹位置存在异常的概率，例如：当一个行驶轨迹上的数据存在异常时，但是其他N-1个行驶位置上的数据正常时，也可以认为该GNSS定位质量合格，通过这种方式可以提高GNSS定位质量评估的准确性。
此外，现有对GNSS航向角的评估是：对当前时刻的GNSS航向角与上一时刻的GNSS航向角作差，如果差值大于预设阈值，则认为该GNSS航向角不合格，相应的，GNSS定位质量不合格，但是如果当前时刻的GNSS航向角是359度，上一时刻的GNSS航向角作差是0度，二者实际只差1度，因此，现有的评估方式存在角度周期折叠现象。通过本申请提供的技术方案，在评估基于GNSS的航向角时，车载终端可以对基于GNSS的航向角与基于里程计的航向角求差，并对该差值求三角函数值，从而可以避免处理航向交的角度周期折叠现象。进一步地，本申请无需对里程计数据和GNSS数据进行坐标系转换，从而可以降低车载终端的计算量。
图6为本申请实施例提供的一种GNSS定位质量评估装置600的示意图，该装置600包括：获取模块610、确定模块620和评估模块630，其中，获取模块610用于获取车辆在多个行驶位置上的GNSS数据和里程计数据；确定模块620用于确定多个行驶位置的行驶位置数量；评估模块630用于根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量评估GNSS定位质量。
可选地，评估模块630具体用于：根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值，第一数值用于表征多个行驶位置上的GNSS数据中的航向角数据的可靠性；根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定GNSS数据构成的行驶轨迹与里程计数据构成的行驶轨迹之间的轨迹误差；根据第一数值和轨迹误差评估GNSS定位质量。
可选地，评估模块630具体用于：在第一数值小于或等于第一阈值时，根据车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定轨迹误差。
可选地，评估模块630具体用于：在第一数值小于或等于第一阈值，且轨迹误差小于或等于第二阈值时，确定GNSS定位质量达标；否则，确定GNSS定位质量未达标。
可选地，每个行驶位置上的GNSS数据包括：基于GNSS得到的第一位置数据和基于GNSS得到的第一航向角数据；每个行驶位置上的里程计数据包括：基于里程计得到的第二位置数据和基于里程计得到的第二航向角数据。
可选地，评估模块630具体用于：根据多个行驶位置上的第一航向角数据、第二航向角数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值。
可选地，评估模块630具体用于：计算每个行驶位置上的第一航向角数据和第二航向角数据之差，得到第二数值；根据每个行驶位置对应的第二数值和多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值。
可选地，评估模块630具体用于：计算每个行驶位置对应的第二数值的正弦值和余弦值；根据每个行驶位置对应的第二数值的正弦值、余弦值和多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值。
可选地，评估模块630具体用于：对多个行驶位置各自对应的第二数值的正弦值求和，得到第三数值；对多个行驶位置各自对应的第二数值的余弦值求和，得到第四数值；计算第三数值与多个行驶位置的行驶位置数量的比值，得到第五数值；计算第四数值与多个行驶位置的行驶位置数量的比值，得到第六数值；计算第五数值的平方与第六数值的平方之和，再开方，得到第七数值；计算1与第七数值之差，得到第一数值。
可选地，评估模块630具体用于：根据多个行驶位置上的第一位置数据、第二位置数据和多个行驶位置的行驶位置数量确定轨迹误差。
可选地，多个行驶位置上的第一位置数据构成第一矩阵，多个行驶位置上的第二位置数据构成第二矩阵；评估模块630具体用于：对第一矩阵进行处理，得到第三矩阵；对第二矩阵进行处理，得到第四矩阵；根据第三矩阵、第四矩阵和多个行驶位置的行驶位置数量确定轨迹误差。
可选地，评估模块630具体用于：对第一矩阵进行处理，得到第三矩阵，包括：针对第一矩阵，对每个行驶位置上的第一位置数据中的经度数据乘以该第一位置数据中的纬度数据的余弦值，以得到第五矩阵；对第五矩阵的全部经度数据求平均值，并第五矩阵的全部纬度数据求平均值，以得到第六矩阵；计算第五矩阵与第六矩阵之差，得到第三矩阵。
可选地，评估模块630具体用于：对第二矩阵的每个维度上的数据求平均值，以得到第七矩阵；计算第二矩阵与第七矩阵之差，得到第四矩阵。
可选地，评估模块630具体用于：计算第三矩阵的转置与第四矩阵的乘积，得到第八矩阵；对第八矩阵进行奇异值分解，以得到第八矩阵对应的对角矩阵；计算第三矩阵的转置与第三矩阵的乘积，得到第九矩阵；计算第四矩阵的转置与第四矩阵的乘积，得到第十矩阵；计算对角矩阵与第十一矩阵的乘积，得到第十二矩阵，其中，当第九矩阵的行列式大于或等于0时，第十一矩阵是单位矩阵，当第九矩阵的行列式小于0时，第十一矩阵与单位矩阵的不同是第十二矩阵的最后一个元素为-1；根据第九矩阵、第十矩阵、第十二矩阵和多个行驶位置的行驶位置数量确定轨迹误差。
可选地，评估模块630具体用于：计算第九矩阵的所有元素的平方和，得到第八数值；计算第十矩阵的所有元素的平方和，得到第九数值；计算第十二矩阵的迹的平方，得到第十数值；计算第十数值与第九数值的比值，得到第十一数值；计算第八数值与第十一数值之差，得到第十二数值；计算第十二数值与多个行驶位置的行驶位置数量的比值，得到轨迹误差。
应理解的是，装置实施例与方法实施例可以相互对应，类似的描述可以参照方法实施例。为避免重复，此处不再赘述。具体地，图6所示的装置600可以执行上述方法实施例，并且装置600中的各个模块的前述和其它操作和/或功能分别为了实现上述各个方法中的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
上文中结合附图从功能模块的角度描述了本申请实施例的装置600。应理解，该功能模块可以通过硬件形式实现，也可以通过软件形式的指令实现，还可以通过硬件和软件模块组合实现。具体地，本申请实施例中的方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路和/或软件形式的指令完成，结合本申请实施例公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。可选地，软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器、可编程只读存储器、电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域的成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法实施例中的步骤。
图7是本申请实施例提供的电子设备700的示意性框图。
如图7所示，该电子设备700可包括：
存储器710和处理器720，该存储器710用于存储计算机程序，并将该程序代码传输给该处理器720。换言之，该处理器720可以从存储器710中调用并运行计算机程序，以实现本申请实施例中的方法。
例如，该处理器720可用于根据该计算机程序中的指令执行上述方法实施例。
在本申请的一些实施例中，该处理器720可以包括但不限于：
通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable 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、分立硬件组件等等。
在本申请的一些实施例中，该存储器710包括但不限于：
易失性存储器和/或非易失性存储器。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synch link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DR RAM)。
在本申请的一些实施例中，该计算机程序可以被分割成一个或多个模块，该一个或者多个模块被存储在该存储器710中，并由该处理器720执行，以完成本申请提供的方法。该一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述该计算机程序在该电子设备中的执行过程。
如图7所示，该电子设备还可包括：
收发器730，该收发器730可连接至该处理器720或存储器710。
其中，处理器720可以控制该收发器730与其他设备进行通信，具体地，可以向其他设备发送信息或数据，或接收其他设备发送的信息或数据。收发器730可以包括发射机和接收机。收发器730还可以进一步包括天线，天线的数量可以为一个或多个。
应当理解，该电子设备中的各个组件通过总线系统相连，其中，总线系统除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。
本申请还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机执行时使得该计算机能够执行上述方法实施例的方法。或者说，本申请实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品，该指令被计算机执行时使得计算机执行上述方法实施例的方法。
当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例该的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，该模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。例如，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。
以上该，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以该权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种GNSS定位质量评估方法，其特征在于，包括：
获取车辆在多个行驶位置上的全球导航定位系统GNSS数据和里程计数据；
确定所述多个行驶位置的行驶位置数量；
根据所述车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量评估GNSS定位质量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量评估GNSS定位质量，包括：
根据所述车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值，所述第一数值用于表征所述多个行驶位置上的GNSS数据中的航向角数据的可靠性；
根据所述车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述GNSS数据构成的行驶轨迹与所述里程计数据构成的行驶轨迹之间的轨迹误差；
根据所述第一数值和所述轨迹误差评估GNSS定位质量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述GNSS数据构成的行驶轨迹与所述里程计数据构成的行驶轨迹之间的轨迹误差，包括：
在所述第一数值小于或等于第一阈值时，根据所述车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述轨迹误差。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一数值和所述轨迹误差评估GNSS定位质量，包括：
在所述第一数值小于或等于第一阈值，且所述轨迹误差小于或等于第二阈值时，确定GNSS定位质量达标；
否则，确定GNSS定位质量未达标。
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，每个所述行驶位置上的GNSS数据包括：基于GNSS得到的第一位置数据和基于GNSS得到的第一航向角数据；每个所述行驶位置上的里程计数据包括：基于里程计得到的第二位置数据和基于里程计得到的第二航向角数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定第一数值，包括：
根据所述多个行驶位置上的第一航向角数据、第二航向角数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述第一数值。
7.根据权利要6所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个行驶位置上的第一航向角数据、第二航向角数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述第一数值，包括：
计算每个所述行驶位置上的第一航向角数据和第二航向角数据之差，得到第二数值；
根据每个所述行驶位置对应的所述第二数值和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述第一数值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述行驶位置对应的所述第二数值和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述第一数值，包括：
计算每个所述行驶位置对应的所述第二数值的正弦值和余弦值；
根据每个所述行驶位置对应的所述第二数值的正弦值、余弦值和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述第一数值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述行驶位置对应的所述第二数值的正弦值、余弦值和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述第一数值，包括：
对所述多个行驶位置各自对应的所述第二数值的正弦值求和，得到第三数值；
对所述多个行驶位置各自对应的所述第二数值的余弦值求和，得到第四数值；
计算所述第三数值与所述多个行驶位置的行驶位置数量的比值，得到第五数值；
计算所述第四数值与所述多个行驶位置的行驶位置数量的比值，得到第六数值；
计算所述第五数值的平方与所述第六数值的平方之和，再开方，得到第七数值；
计算1与所述第七数值之差，得到所述第一数值。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述GNSS数据构成的行驶轨迹与所述里程计数据构成的行驶轨迹之间的轨迹误差，包括：
根据所述多个行驶位置上的第一位置数据、第二位置数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述轨迹误差。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述多个行驶位置上的第一位置数据构成第一矩阵，所述多个行驶位置上的第二位置数据构成第二矩阵；
所述根据所述多个行驶位置上的第一位置数据、第二位置数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述轨迹误差，包括：
对所述第一矩阵进行处理，得到第三矩阵；
对所述第二矩阵进行处理，得到第四矩阵；
根据所述第三矩阵、所述第四矩阵和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述轨迹误差。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对所述第一矩阵进行处理，得到第三矩阵，包括：
针对所述第一矩阵，对每个所述行驶位置上的第一位置数据中的经度数据乘以该第一位置数据中的纬度数据的余弦值，以得到第五矩阵；
对所述第五矩阵的全部经度数据求平均值，并所述第五矩阵的全部纬度数据求平均值，以得到第六矩阵；
计算所述第五矩阵与所述第六矩阵之差，得到所述第三矩阵。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对所述第二矩阵进行处理，得到第四矩阵，包括：
对所述第二矩阵的每个维度上的数据求平均值，以得到第七矩阵；
计算所述第二矩阵与所述第七矩阵之差，得到所述第四矩阵。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三矩阵、所述第四矩阵和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述轨迹误差，包括：
计算所述第三矩阵的转置与所述第四矩阵的乘积，得到第八矩阵；
对所述第八矩阵进行奇异值分解，以得到所述第八矩阵对应的对角矩阵；
计算所述第三矩阵的转置与所述第三矩阵的乘积，得到第九矩阵；
计算所述第四矩阵的转置与所述第四矩阵的乘积，得到第十矩阵；
计算所述对角矩阵与第十一矩阵的乘积，得到第十二矩阵，其中，当所述第九矩阵的行列式大于或等于0时，所述第十一矩阵是单位矩阵，当所述第九矩阵的行列式小于0时，所述第十一矩阵与所述单位矩阵的不同是所述第十二矩阵的最后一个元素为-1；
根据所述第九矩阵、所述第十矩阵、所述第十二矩阵和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述轨迹误差。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据所述第九矩阵、所述第十矩阵、所述第十二矩阵和所述多个行驶位置的行驶位置数量确定所述轨迹误差，包括：
计算所述第九矩阵的所有元素的平方和，得到第八数值；
计算所述第十矩阵的所有元素的平方和，得到第九数值；
计算所述第十二矩阵的迹的平方，得到第十数值；
计算所述第十数值与所述第九数值的比值，得到第十一数值；
计算所述第八数值与所述第十一数值之差，得到第十二数值；
计算所述第十二数值与所述多个行驶位置的行驶位置数量的比值，得到所述轨迹误差。
16.一种GNSS定位质量评估装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取车辆在多个行驶位置上的GNSS数据和里程计数据；
确定模块，用于确定所述多个行驶位置的行驶位置数量；
评估模块，用于根据所述车辆在多个行驶位置上的GNSS数据、里程计数据和所述多个行驶位置的行驶位置数量评估GNSS定位质量。
17.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，以执行权利要求1至15中任一项所述的方法。
18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1至15中任一项所述的方法。
19.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如权利要求1至15中任一项所述的方法。
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