专利名称：导航定位纠偏方法和装置，定位导航系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及全球定位导航技术领域，特别是涉及一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法和装置，以及，一种定位导航系统。
背景技术：
近几年，定位导航系统，特别是车载导航系统应用越来越广泛，基于全球定位系统 (Global Position System, GPS)定位的导航系统几乎成了豪华轿车的标准配置。对于车载导航系统来说，车辆定位导航的基础和核心，但现有车载导航系统一般只采用GPS定位， 然后将定位点向匹配道路做投影取垂足，作为地图的匹配点。由于GPS定位误差比较大，当道路情况比较复杂时，如出现道路交叉、主辅路并存或多条道路并行、道路拐弯、车辆掉头等情况时，往往会出现无法与地图精确匹配、匹配不稳定或出现匹配错误的情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法， 可解决现有技术因GPS定位精度低，无法准确地与地图进行精确匹配的问题。本发明还提供了一种基于全球定位系统的导航定位纠偏装置以及一种定位导航系统，以保证上述方法在实际中的应用。为了解决上述问题，本发明公开了一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法， 包括接收所述全球定位系统获取的当前定位点；选择权值因子TWS最高的道路作为所述当前定位点的匹配道路；确定所述权值因子TWS的参数包括当前行进方向与所述道路的方向符合程度W&，所述当前定位点与所述道路的距离接近程度W4和角度接近程度WSP，其中，TffS = WSH+(WSD+ffSp)；将所述当前定位点到所述匹配道路的投影点作为当前定位点的地图匹配点。优选的，所述当前行进方向与所述道路的方向符合程度由所述当前行进方向与所述道路方向的夹角β确定，其中
WSh = AhCOS (β ‘)
上述公式中，Ah为预设的方向符合程度权值系数； 当-180° ^ β ^ 180° 时，β ‘ = β ； 当 β > 180° 时，β ‘ = 360° -β ； 当 β < -180° 时，β ‘ = 360° +β 所述距离接近程度由下列公式确定 WSD = Ad /D
其中，Ad为预设的距离接近程度权值系数，D表示所述当前定位点到当前道路的距
权利要求
1.一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法，其特征在于，包括 接收所述全球定位系统获取的当前定位点；选择权值因子TWS最高的道路作为所述当前定位点的匹配道路；确定所述权值因子 TWS的参数包括当前行进方向与所述道路的方向符合程度WSH，所述当前定位点与所述道路的距离接近程度和角度接近程度WSp，其中，TffS = WSh+ (WSD+WSp)；将所述当前定位点到所述匹配道路的投影点作为当前定位点的地图匹配点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述当前行进方向与所述道路的方向符合程度由所述当前行进方向与所述道路方向的夹角β确定，其中WSh = AhCOS (β ‘)上述公式中，Ah为预设的方向符合程度权值系数； 当-180° ^ β ^ 180° 时，β ‘ = β ； 当 β > 180° 时，β ‘ = 360° -β ； 当 β < -180° 时，β ‘ = 360° +β 所述距离接近程度由下列公式确定 WSD = AD /D其中，Ad为预设的距离接近程度权值系数，D表示所述当前定位点到当前道路的距离，n ^3 (> 一少2 )—O1 -X2) + (χ, }'l -xIyi)O =----厂 2-=--Λ/(Χ1 ~Χ )2 +(少I -J72)2上述公式中，X3和y3分别是当前定位点的横坐标和纵坐标，X1和&分别是当前道路上任意选取的二个点A、B的横坐标，Y1和y2分别是所述A、B两点的纵坐标； 所述角度接近程度由下列公式确定WSp = ApCOS ( α )其中，Ap为预设的角度接近程度权值系数，α为所述道路与当前定位点P和路口节点 C所组成线段CP的夹角。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于 所述预设的方向符合程度权值系数Ah的值为3 5 ； 所述预设的距离接近程度权值系数Ad的值为2 5 ； 所述预设的角度接近程度权值系数Ap = 10-AH-AD。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在接收所述全球定位系统获取的当前定位点步骤之后还包括判断包括所述当前定位点在内的连续3个定位点两两之间的距离是否小于预设的定位误差容限，若是，则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在接收所述全球定位系统获取的当前定位点步骤之后还包括若所述当前定位点与上一定位点的距离大于上一定位点的速度在单位时间内行走距离的3倍，则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若全球定位系统无法获得当前定位点，则将上一定位点的地图匹配点作为当前地图匹配点。
7.一种基于全球定位系统的导航定位纠偏装置，其特征在于，包括定位点接收单元，道路匹配单元和地图匹配单元，其中所述定位点接收单元用于接收所述全球定位系统获取的当前定位点；所述道路匹配单元用下述公式计算权值因子TWS，并选择权值因子TWS最高的道路作为所述定位点接收单元接收的当前定位点的匹配道路；TffS = WSh+ (WSD+WSp)其中，表示当前行进方向与所述道路的方向符合程度，分别表示所述当前定位点与所述道路的距离接近程度和角度接近程度；所述地图匹配单元用于确定所述当前定位点到所述道路匹配单元选定的匹配道路的投影点，并将该投影点作为所述当前定位点的地图匹配点。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括方向符合程度计算单元，距离接近程度计算单元和角度接近程度计算单元，其中所述方向符合程度计算单元用于计算当前行进方向与所述道路的方向符合程度WSH， 计算公式如下WSh = AhCOS (β ‘)上述公式中，Ah为预设的方向符合程度权值系数；β为所述当前行进方向与所述道路方向的夹角；当-180° 彡 β 彡 180° 时，β ‘ = β ;当 β > 180° 时，β ‘ = 360° -β ； 当 β < -180° 时，β ‘ = 360° +β ；所述距离接近程度计算单元用于计算当前定位点与所述道路的距离接近程度WSD，计算公式如下WSd = Ad /DAO丨-^^-^(x, —x2)+ (Xj2 -X2J^1)LJ = -, ------Λ/(χι ~χι)2 +(>'ι -J72)2上述公式中，Ad为预设的距离接近程度权值系数，D表示所述当前定位点到当前道路的距离，X3和y3分别是当前定位点的横坐标和纵坐标，X1和&分别是当前道路上任意选取的二个点A、B的横坐标，Y1和y2分别是所述A、B两点的纵坐标；所述角度接近程度计算单元用于计算当前定位点与所述道路的角度接近程度WSP，计算公式如下WSp = ApCOS ( α )其中，Ap为预设的角度接近程度权值系数，α为所述道路与当前定位点P和路口节点 C所组成线段CP的夹角。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括异常情况处理单元，所述异常情况处理单元具体包括低速处理子单元、漂移处理子单元和遮挡处理子单元，其中所述低速处理子单元用于判断包括所述当前定位点在内的连续3个定位点两两之间的距离是否小于预设的定位误差容限，若是，则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点；所述漂移处理子单元用于判断所述当前定位点与上一定位点的距离是否大于上一定位点的速度在单位时间内行走距离的3倍，若是，则将上一定位点的地图匹配点作为当前定位点的地图匹配点；所述遮挡处理子单元用于判断所述定位点接收单元是否能够从全球定位系统获得当前定位点，若否，则将上一定位点的地图匹配点作为当前地图匹配点。
10. 一种定位导航系统，包括全球定位获取装置和导航装置，其特征在于，还包括权利要求7 9之一所述的导航定位纠偏装置，所述导航定位纠偏装置接收所述全球定位获取装置获得的当前定位点，生成该当前定位点的地图匹配点，传递至所述导航装置。
全文摘要
本发明提供了一种基于全球定位系统的导航定位纠偏方法和装置，以及，一种定位导航系统，所述方法包括接收所述全球定位系统获取的当前定位点；选择权值因子最高的道路作为当前定位点的匹配道路，确定所述权值因子的参数包括当前行进方向与所述道路的方向符合程度和当前定位点与所述道路的接近程度；将所述当前定位点到所述匹配道路的投影点作为当前定位点的地图匹配点。本发明通过计算当前行进方向与道路方向的符合程度、与各道路的接近程度等，向匹配程度最高的道路进行投影，得到地图上的准确匹配点，与现有仅依靠距离进行匹配的方法相比，具有更高的精度和适应性，可解决车辆转弯、多交叉路口选择、主辅路选择等复杂情况下的定位问题。
文档编号G01C21/30GK102175254SQ20111000618
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者李少杰, 李楷, 陈明亮, 马海波 申请人:北京超图软件股份有限公司