一种车辆定位方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种车辆定位方法，包括：获取被定位车辆在同一时刻的第一定位信息和第二定位信息，所述第一定位信息为经GPS定位后的定位信息，所述第二定位信息为经航位推算后的定位信息；将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，以获取最终定位信息；将所述最终定位信息与预存地图中的道路进行匹配，以在所述预存地图中确定所述被定位车辆的具体位置。本发明还公开了一种车辆定位装置。
【专利说明】一种车辆定位方法及装置【技术领域】
[0001]本发明涉及定位【技术领域】，尤其涉及一种车辆定位方法及装置。
【背景技术】
[0002]全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)提供实时、全天候和全球性的导航服务，可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。随着城市车辆保有量的急剧增加，城市道路拥挤不堪，交通事故频频发生，把GPS用于城市道路拥堵收费，将显著提高城市道路运营的效率和增加行车的安全性。
[0003]城市道路拥挤收费是指在交通拥挤时段对部分区域道路使用者收取一定的费用，其本质上是一种交通需求管理的经济手段，目的是利用价格机制来限制城市道路高峰期的车流密度，减少繁忙时段和繁忙路段道路上的交通负荷，提高道路设施的通行速度，满足道路使用者对时间和经济效率的要求；同时还可以有效促使交通方式向高容量的公交系统转移，抑制小汽车交通量的增加，达到缓解城市交通拥挤的日的，提高整个城市交通的运营效率。
[0004]现有技术中将GPS卫星定位技术应用于城市道路拥挤收费，以对车辆进行实时定位，通过监测车辆行驶的收费路段，根据行驶的收费路段长度及对应的费率进行收费，但在对车辆进行定位的过程中， 所述GPS卫星定位技术由于受到周围环境的影响而受到制约，尤其在车辆行驶至高楼、桥下、隧道等路段时，定位精度将大为降低或者不定位。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种车辆定位方法及装置，以实现进一步提高车辆定位精度的目的。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种车辆定位方法，包括:
[0007]获取被定位车辆在同一时刻的第一定位信息和第二定位信息，所述第一定位信息为经GPS定位后的定位信息，所述第二定位信息为经航位推算后的定位信息；
[0008]将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，以获取最终定位信息；
[0009]将所述最终定位信息与预存地图中的道路进行匹配，以在所述预存地图中确定所述被定位车辆的具体位置。
[0010]优选地，在上述方法中，所述获取被定位车辆在同一时刻的第一定位信息和第二定位信息包括:
[0011]以第一设定频率连续接收卫星数据，并根据接收的卫星数据确定被定位车辆的第一定位信息；
[0012]如果当前时刻确定的第一定位信息为首次定位信息，则在下一时刻开始以第二设定频率连续采集所述被定位车辆的用于航位推算的数据，并记录每采集到数据时对应的第二时刻；利用所述采集的数据进行航位推算，以获取被定位车辆的第二定位信息；
[0013]在所述下一时刻继续以所述第一设定频率连续接收卫星数据以根据接收的卫星数据确定第一定位信息，并记录每确定所述第一定位信息时对应的第一时刻；
[0014]每当所述第一时刻与所述第二时刻为同一时刻时,获取所述同一时刻的第一定位信息和第二定位信息。
[0015]优选地，在上述方法中，所述用于航位推算的数据包括:加速度和角速率；
[0016]所述采集所述被定位车辆的用于航位推算的数据包括:
[0017]利用三轴加速度计测量所述被定位车辆的三维加速度；
[0018]利用三轴陀螺仪测量所述被定位车辆的角速率，所述角速率包括横滚角、俯仰角和航向角。
[0019]优选地，在上述方法中，所述将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，以获取最终定位信息包括:
[0020]从所述第一定位信息中提取水平精度因子；
[0021]根据所述水平精度因子所属的预设数值范围确定第一权值，所述第一权值小于或等于I ;
[0022]将数值I与所述第一权值的差值作为第二权值；
[0023]将所述第一定位信息中的经纬度与所述第一权值相乘以获取第一乘积，并将所述第二定位信息的经纬度与所述第二权值相乘以获取第二乘积；
[0024]将所述第一乘积与所述第二乘积的和作为所述被定位车辆的最终定位信息。
[0025]优选地,上述方法还包括:
[0026]利用经地图匹配后输出的被定位车辆的车载定位信息校正所述同一时刻的第二定位信息。
[0027]优选地,上述方法还包括:
[0028]当被定位车辆的运行路段设置有路侧单元时，获取所述路侧单元发送的定位信息，并根据所述发送的定位信息校正所述最终定位信息。
[0029]优选地，在上述方法中，所述第一定位信息包括:所述被定位车辆的经纬度、航向和运行速度；所述第二定位信息包括被定位车辆的经纬度、航向。
[0030]本发明还提供了一种车辆定位装置，包括:
[0031]获取模块，用于获取被定位车辆在同一时刻的第一定位信息和第二定位信息，所述第一定位信息为经GPS定位后的定位信息，所述第二定位信息为经航位推算后的定位信息；
[0032]融合模块，用于将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，以获取最终定位信息；
[0033]匹配模块，用于将所述最终定位信息与预存地图中的道路进行匹配，以在所述预存地图中确定所述被定位车辆的具体位置。
[0034]优选地，在上述装置中，所述获取模块包括:
[0035]数据接收单元，用于以第一设定频率连续接收卫星数据；
[0036]定位信息确定单元，用于根据接收的卫星数据确定被定位车辆的第一定位信息；
[0037]所述数据接收单元，还用于在所述定位信息确定单元在当前时刻确定的第一定位信息为首次定位信息时，在下一时刻继续以所述第一设定频率连续接收卫星数据；
[0038]所述定位信息确定单元，还用于在所述下一时刻继续根据接收的卫星数据确定被定位车辆的第一定位信息；
[0039]第一记录单元，用于记录所述定位信息确定单元每确定所述第一定位信息时对应的第一时刻；
[0040]数据采集单元，用于在所述定位信息确定单元在当前时刻确定的第一定位信息为首次定位信息时，在下一时刻开始以第二设定频率连续采集所述被定位车辆的用于航位推算的数据；
[0041]第二记录单元，用于记录所述数据采集单元每采集到数据时对应的第二时刻；
[0042]定位信息获取单元，用于利用所述数据采集单元采集的数据进行航位推算，以获取被定位车辆的第二定位信息；
[0043]同时刻信息获取单元，用于每当所述第一记录单元记录的第一时刻与所述第二记录单元记录的第二时刻为同一时刻时，获取所述同一时刻的第一定位信息和第二定位信
肩、O
[0044]优选地，在上述装置中，所述用于航位推算的数据包括:加速度和角速率；所述数据采集单元包括:
[0045]第一测量单元，用于利用三轴加速度计测量所述被定位车辆的三维加速度；
[0046]第二测量单元，用于利用三轴陀螺仪测量所述被定位车辆的角速率，所述角速率包括横滚角、俯仰角和航向角。
[0047]优选地，在上述装置中，所述融合模块包括:
[0048]因子提取单元，用于从所述第一定位信息中提取水平精度因子；
[0049]第一权值确定单元，用于根据所述水平精度因子所属的预设数值范围确定第一权值，所述第一权值小于或等于I ;
[0050]第二权值确定单元,用于将数值I与所述第一权值的差值作为第二权值；
[0051]乘法单元，用于将所述第一定位信息中的经纬度与所述第一权值相乘以获取第一乘积，并将所述第二定位信息的经纬度与所述第二权值相乘以获取第二乘积；
[0052]定位信息确定单元，用于将所述第一乘积与所述第二乘积的和作为所述被定位车辆的最终定位信息。
[0053]优选地，上述装置还包括:
[0054]第一校正模块，用于利用经地图匹配后输出的被定位车辆的车载定位信息校正所述同一时刻的第二定位信息。
[0055]优选地，上述装置还包括:
[0056]第二校正模块，用于当被定位车辆的运行路段设置有路侧单元时，获取所述路侧单元发送的定位信息，并根据所述发送的定位信息校正所述最终定位信息。
[0057]本发明车辆定位方法及装置，通过获取被定位车辆在同一时刻的经GPS定位后的第一定位信息与经航位推算后的第二定位信息，并将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，通过将GPS定位技术与航位推算技术相结合，可获取融合后的更高定位精度的最终定位信息，从而将融合后的最终定位信息作为被定位车辆的定位结果可进一步提高车辆的定位精度。【专利附图】
【附图说明】
[0058]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。
[0059]图1为本发明车辆定位方法的流程示意图；
[0060]图2为本发明同步定位信息获取方法的流程示意图；
[0061]图3为本发明GPS/DR数据同步流程示意图；
[0062]图4为本发明车辆定位装置的实施例1的结构示意图；
[0063]图5为本发明车辆定位装置中获取模块的结构示意图；
[0064]图6为本发明车辆定位装置中融合模块的结构示意图；
[0065]图7为本发明车辆定位装置的实施例2的结构示意图。
[0066]【具体实施方式】s
[0067]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
[0068]本发明的目的是设计一种用于城市道路电子收费系统(ElectronicRoadPricing,简称ERP)的车辆定位方法，该ERP系统能根据交通拥堵状况按车辆行驶的实际路程收费，该车辆定位方法融合了 GPS卫星定位和航迹推算定位，地图匹配，定位增强/校准等方式，可解决车辆行驶至高楼、桥下、隧道、树荫等地段时，解决GPS定位精度大为降低或者不定位的问题。
[0069]参见图1所示，图1为本发明提供的一种车辆定位方法的流程示意图，实现该方法的步骤如下:
[0070]SlOl:获取被定位车辆在同一时刻的第一定位信息和第二定位信息，所述第一定位信息为经GPS定位后的定位信息，所述第二定位信息为经航位推算后的定位信息。
[0071]所述第一定位信息，是OBU车载定位系统通过GPS定位模块利用接收的卫星信号确定被定位车辆的定位信息，主要包括被定位车辆所在的经纬度，以及被定位车辆的行驶速度、航向等信息。
[0072]所述第二定位信息，是OBU车载定位系统通过惯性测量元件测量被定位车辆的加速度和角速率，以利用所述加速度和角速率进行航位推算，从而确定被定位车辆的定位信息，主要包括被定位车辆所在的经纬度及其航向等信息。其中，所述航位推算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。
[0073]该步骤主要是实现第一定位信息与第二定位信息的数据同步，即是将OBU车载定位系统中GPS定位模块输出的第一定位信息与惯性测量元件输出的第二定位信息同步在同一时间上，以获取同一时刻的第一定位信息与第二定位信息。
[0074]S102:将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，以获取最终定位信息。所述最终定位信息包括:被定位车辆的经纬度、航向和运行速度。[0075]由于GPS卫星定位技术受到周围环境的影响而受到制约，尤其在车辆行驶至高楼、桥下、隧道等位置时，GPS定位精度将大为降低或者不定位。而航位推算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，它具有自主定位、短时精度高的特点。该步骤的主要目的是:将经GPS定位后得到的第一定位信息与经航位推算后得到的第二定位信息这两种不同的定位信息进行信息融合，可获取定位精度更高的最终定位信息，进而将所述获取的最终定位信息作为本次定位结果。
[0076]S103:将所述最终定位信息与预存地图中的道路进行匹配，以在所述预存地图中确定所述被定位车辆的具体位置。
[0077]地图匹配就是利用地图匹配算法将车辆行驶的轨迹匹配到道路，并利用电子地图显示在所述OBU车载定位系统的LCD屏上，地图匹配可以消除车辆定位时垂直于道路的定
位误差。
[0078]此外，上述方法还包括:利用经地图匹配后输出的被定位车辆的车载定位信息校正所述同一时刻的第二定位信息。
[0079]经地图匹配后的车载定位信息包括:经纬度、航向及速度等。由于经航位推算得到的新的车辆位置是用之前的位置推导出来的，在推算过程中的误差值会被逐渐累加，因此它的错误率会随着时间而成长。因此，本发明需要在每一次地图匹配后都对DR航位推算后得到的第二定位信息进行实时的校准，以便下一时刻利用更准确的第二定位信息与第一定位信息进行信息融合，从而实时保证定位精度。
[0080]另外，当被定位车辆的运行路段设置有RSU路侧单元时，获取所述RSU路侧单元发送的定位信息，并根据所述发送的定位信息校正所述最终定位信息。具体来讲，是利用安装在路旁灯柱上的RSU路侧单元(距地面高度约4-7米左右)的DSRC通信模块与OBU车载定位系统的DSRC通信模块进行通信，以使RSU路侧单元向OBU车载定位系统发送其内部存储的定位信息(经纬度/航向)，从而利用该精确的定位信息校正所述最终定位信息。其中，该RSU路侧单元发送的定位信息是RSU路侧单元根据被定位车辆与所述RSU路侧单元间的通信距离计算得到的。
[0081]举例说明，当车辆驶入隧道等定位效果差的路段前，可利用路旁的RSU路侧单元提供的精确的定位信息，来校正当前时刻的最终定位信息，在下一时刻车辆进入隧道后以路侧单元提供的精准的定位信息为基准，再利用惯性元件进行DR航位推算可获得较准确的定位信息。当车辆不能区分是否在桥上或桥下、主路或辅路时，可利用OBU车载定位系统与RSU路侧单元之间的DSRC通信来进行区分，例如，当RSU路侧单元安装在桥下时，如果所述OBU车载定位系统接收到桥下的RSU路侧单元发送的DSRC信号，则表明车辆在桥下，同理，还可以利用RSU路侧单元安装的位置及内置的定位信息来区别被定位车辆所在的主辅路。
[0082]可采用下述方法实现上述步骤S101，参见图2所示，图2为本发明提供的同步定位信息获取方法的流程示意图，包括以下步骤:
[0083]S201:以第一设定频率连续接收卫星数据，并根据所述接收的卫星数据确定被定位车辆的第一定位信息。
[0084]在进入收费路段后，以一定的时间间隔连续接收卫星数据，并解析当前时刻接收的卫星数据，从而确定被定被定位车辆的第一定位信息。[0085]S202:如果当前时刻确定的第一定位信息为首次定位信息，则在下一时刻开始以第二设定频率连续采集所述被定位车辆的用于航位推算的DR数据，并记录每采集到数据时对应的第二时刻。
[0086]S203:利用所述采集的DR数据进行航位推算，以获取被定位车辆的第二定位信
肩、O
[0087]S204:如果当前时刻确定的第一定位信息为首次定位信息，则在所述下一时刻继续以所述第一设定频率连续接收卫星数据以根据所述接收的卫星数据确定第一定位信息，并记录每确定所述第一定位信息时对应的第一时刻。
[0088]只有在首次卫星定位后，启动航位推算定位，在定位阶段始终进行卫星定位，同时以两种不同定位方式各自设定的频率采集并处理数据，以获取各自的定位信息。
[0089]S205:每当所述第一时刻与所述第二时刻为同一时刻时，获取所述同一时刻的第
一定位信息和第二定位信息。
[0090]所述用于航位推算的DR数据包括:加速度和角速率；利用惯性测量元件中的三轴加速度计测量所述被定位车辆的三维加速度；利用惯性测量元件中的三轴陀螺仪测量所述被定位车辆的角速率，所述角速率信息包括横滚角、俯仰角和航向角。
[0091]下面就上述信息同步方法进行具体介绍:
[0092]本发明包括两个独立的线程，分别为GPS线程和DR线程，所述GPS线程用于获取第一定位信息及其对应的第一时刻，所述DR线程用于获取第二定位信息及其对应的第二时刻。可利用这两个独立的线程获取同一时刻的第一定位信息和第二定位信息，以便将这两种不同的定位信息进行信息融合，从而进一步实现车辆的准确定位，所以需要实现两个线程间的数据同步。在本发明中，首先给定不同线程对应的采样频率，以第一设定频率IHz的采样频率获取卫星数据，以第二设定频率IOOHz的采样频率获取用于航位推算的DR数据。
[0093]参见图3所示的GPS/DR数据同步流程示意图，下面具体就这两个线程的数据同步流程进行具体介绍:
[0094]A =OBU车载定位系统首先启动GPS线程，并开始以所述第一设定频率接收卫星数据。
[0095]B:判断是否成功接收并解析所述接收的卫星数据(即得到经GPS定位的第一定位信息)，如果是，则说明定位成功，执行步骤C ;如果否，则继续A步骤以接收卫星数据。
[0096]C:获取经GPS定位的第一定位信息并记录此刻的UTC时间(世界统一时间)，定义此时获取到的第一定位信息的UTC时间GPS_Time，然后可对该第一定位信息进行处理作为道路拥挤收费的报警或提示信息(例如:可对所述第一定位信息做进一步处理，即根据第一定位信息计算当前位置距收费路段出口的里程，作为提示信息提供给用户等)。
[0097]D:判断当前定位操作是否为GPS首次定位，如果是首次定位，则启动DR线程并继续开始以第二设定频率采集用于航位推算数据的DR数据，并仍以所述第一设定频率接收卫星数据；如果不是首次定位，则说明DR线程已经启动，继续以所述第一设定频率连续接收卫星数据、以第二设定频率连续采集DR数据即可。在启动DR线程时，两个线程分别进行下一采样时刻，令 DR_Time = DR_Time+l。
[0098]需要说明的是，如果所述第一设定频率为1Hz，则说明采样时间间隔为I秒，假如首次GPS定位的时刻为第I秒时，则在第2秒时获取第2组GPS定位数据，在第3秒时获取第3组GPS定位数据，依次类推，直到本次路段定位结束为止；不同的是，只需要在首次卫星定位即第I秒时启动DR线程。
[0099]启动DR线程后，开始采集DR数据，并提取采集DR数据的UTC时间DR_Time，如果所述第二设定频率为100Hz，则说明采样时间间隔为0.01秒，所以，每连续采集到100组DR数据时，接收到I组卫星数据(例如:当前GPS定位时刻为第6秒，下一个GPS定位时刻为第7秒，而在第6秒与第7秒之间需要采集100组DR数据，在获取第I组到第99组的任一组D R数据时与第7秒时GPS定位的时刻不相同，获取第100组的DR数据与第7秒时GPS定位的时刻相同)。
[0100]E:每采集到一组DR数据时，便判断当前GPS定位是否成功，如果成功，则判断当前GPS定位的UTC时间(GPS_Time)是否与当前DR定位的同步时间(DR_Time)是否相同，如果相同，则获取经GPS定位的第一定位信息和经航位推算的第二定位信息，并继续采集下一组DR数据；如果当前GPS定位未成功或是当前定位成功的时刻与当前采集到DR数据的时刻不同，则同样继续采集下一组DR数据。另外，在每采集到一组DR数据后，都进行航位推算处理，以推算下一时刻的第二定位信息。
[0101]可采用下述方法实现上述步骤S102，参见图3所示，具体包括:
[0102]首先从所述第一定位信息中提取水平精度因子；再根据所述水平精度因子所属的预设数值范围确定第一权值，所述第一权值小于等于1，并将数值I与所述第一权值的差值作为第二权值；然后，将所述第一定位信息中的经纬度与所述第一权值相乘以获取第一乘积，并将所述第二定位信息的经纬度与所述第二权值相乘以获取第二乘积；最后，将所述第一乘积与所述第二乘积的和作为所述被定位车辆的最终定位信息。
[0103]具体可按照下述方式将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合:
[0104]为第一定位信息配置第一权值β 1，并为第二定位信息配置第二权值β 2。
[0105]当GP S定位不成功时，默认第一权值β I = O ;当GP S定位成功时，确定此次定位的水平精度因子HDOP的大小，下面按照以下公式计算第一权值β I:
[0106]当HDOP ≤ 1.5 时，β I = 0.9
[0107]当1.5 < HDOP < 5 时，β I = 1.5/H0DP ；
[0108]当5 ≤ HDOP < 10 时，β I = 0.75/H0DP ；
[0109]当10 ≤ HDOP 时，β I = 0.75/2*H0DP。
[0110]当取定第一权值β 1，将β2 = 1-β I作为所述第二权值。
[0111]所以，按下述公式计算所述最终定位信息c (即系统本次定位值):
[0112]c = β I * a+ β 2 * b
[0113]其中，a为第一定位信息的经纬度，b为第二定位信息的经纬度。
[0114]本发明车辆定位方法，通过获取被定位车辆在同一时刻的经GPS定位后的第一定位信息与经航位推算后的第二定位信息，并将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，通过将GPS定位技术与航位推算技术相结合，可获取融合后的更高定位精度的最终定位信息，从而将融合后的最终定位信息作为被定位车辆的定位结果可进一步提高车辆的定位精度。
[0115]此外，将GPS定位技术与DR航位推算技术相结合后得到的最终定位信息进行地图匹配后，并利用地图匹配后的定位信息对所述第二定位信息进行校准，以及利用RSU路侧单元校正信息融合后的最终定位信息，不但进一步提高了被定位车辆的准确定位，而且有效解决了车辆在隧道、桥下、树荫、高楼林立的CBD中央商务区等环境下定位精度低或是不定位的问题。
[0116]参见图4所示，图4为本发明提供的一种车辆定位装置的实施例1的结构示意图，该车辆定位装置是与上述车辆定位方法对应的装置，该装置包括:获取模块1，用于获取被定位车辆在同一时刻的第一定位信息和第二定位信息，所述第一定位信息为经GPS定位后的定位信息，所述第二定位信息为经航位推算后的定位信息；融合模块2，用于将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，以获取最终定位信息；匹配模块3，用于将所述最终定位信息与预存地图中的道路进行匹配，以在所述预存地图中确定所述被定位车辆的具体位置。
[0117]参见图5所示，图5为本发明车辆定位装置中获取模块的结构示意图，所述获取模块I包括:
[0118]数据接收单元11，用于以第一设定频率连续接收卫星数据；定位信息确定单元12，用于根据所述接收的卫星数据确定被定位车辆的第一定位信息；所述数据接收单元11，还用于在所述定位信息确定单元12在当前时刻确定的第一定位信息为首次定位信息时，在下一时刻继续以所述第一设定频率连续接收卫星数据；所述定位信息确定单元12，还用于在所述下一时刻继续根据接收的卫星数据确定被定位车辆的第一定位信息；第一记录单元13，用于记录所述定位信息确定单元12每确定所述第一定位信息时对应的第一时刻；数据采集单元14，用于在所述定位信息确定单元12在当前时刻确定的第一定位信息为首次定位信息时，在下一时刻开始以第二设定频率连续采集所述被定位车辆的用于航位推算的数据；第二记录单元15，用于记录所述数据采集单元14每采集到数据时对应的第二时刻；定位信息获取单元16，用于利用所述数据采集单元14采集的数据进行航位推算，以获取被定位车辆的第二定位信息；同时刻信息获取单元17，用于每当所述第一记录单元13记录的第一时刻与所述第二记录单元15记录的第二时刻为同一时刻时，获取所述同一时刻的第一定位信息和第二定位信息。
[0119]其中，所述用于航位推算的数据包括:加速度和角速率；所述数据采集单元14包括:第一测量单元141，用于利用三轴加速度计测量所述被定位车辆的三维加速度；第二测量单元142，用于利用三轴陀螺仪测量所述被定位车辆的角速率，所述角速率包括横滚角、俯仰角和航向角。
[0120]参见图6所示，图6为本发明车辆定位装置中融合模块的结构示意图，所述融合模块2包括:
[0121]因子提取单元21，用于从所述第一定位信息中提取水平精度因子；第一权值确定单元22，用于根据所述水平精度因子所属的预设数值范围确定第一权值，所述第一权值小于或等于I ;第二权值确定单元23，用于将数值I与所述第一权值的差值作为第二权值；乘法单元24，用于将所述第一定位信息中的经纬度与所述第一权值相乘以获取第一乘积，并将所述第二定位信息的经纬度与所述第二权值相乘以获取第二乘积；定位信息确定单元25，用于将所述第一乘积与所述第二乘积的和作为所述被定位车辆的最终定位信息。
[0122]参见图7所示，图7为本发明提供的一种车辆定位装置的实施例2的结构示意图，该实施例除包括上述实施例1中的所有模块外，还包括:
[0123]第一校正模块4，用于利用经地图匹配后输出的被定位车辆的车载定位信息校正所述同一时刻的第二定位信息；第二校正模块5，用于当被定位车辆的运行路段设置有RSU路侧单元时，获取所述RSU路侧单元发送的定位信息，并根据所述发送的定位信息校正所述最终定位信息。
[0124]本发明车辆定位装置，通过获取被定位车辆在同一时刻的经GPS定位后的第一定位信息与经航位推算后的第二定位信息，并将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，通过将GPS定位技术与航位推算技术相结合，可获取融合后的更高定位精度的最终定位信息，从而将融合后的最终定位信息作为被定位车辆的定位结果可进一步提高车辆的定位精度。
[0125]此外，将GPS定位技术与DR航位推算技术相结合后得到的最终定位信息进行地图匹配后，并利用地图匹配后的定位信息对所述第二定位信息进行校准，以及利用RSU路侧单元校正信息融合后的最终定位信息，不但进一步提高了被定位车辆的准确定位，而且有效解决了车辆在隧道、桥下、树荫、高楼林立的CBD中央商务区等环境下定位精度低或是不定位的问题。
[0126]还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0127]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种车辆定位方法，其特征在于，包括: 获取被定位车辆在同一时刻的第一定位信息和第二定位信息，所述第一定位信息为经GPS定位后的定位信息，所述第二定位信息为经航位推算后的定位信息； 将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，以获取最终定位信息； 将所述最终定位信息与预存地图中的道路进行匹配，以在所述预存地图中确定所述被定位车辆的具体位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取被定位车辆在同一时刻的第一定位信息和第二定位信息包括: 以第一设定频率连续接收卫星数据，并根据接收的卫星数据确定被定位车辆的第一定位信息； 如果当前时刻确定的第一定位信息为首次定位信息，则在下一时刻开始以第二设定频率连续采集所述被定位车辆的用于航位推算的数据，并记录每采集到数据时对应的第二时刻；利用所述采集的 数据进行航位推算，以获取被定位车辆的第二定位信息； 在所述下一时刻继续以所述第一设定频率连续接收卫星数据以根据接收的卫星数据确定第一定位信息，并记录每确定所述第一定位信息时对应的第一时刻； 每当所述第一时刻与所述第二时刻为同一时刻时，获取所述同一时刻的第一定位信息和第二定位信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用于航位推算的数据包括:加速度和角速率； 所述采集所述被定位车辆的用于航位推算的数据包括: 利用三轴加速度计测量所述被定位车辆的三维加速度； 利用三轴陀螺仪测量所述被定位车辆的角速率，所述角速率包括横滚角、俯仰角和航向角。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，以获取最终定位信息包括: 从所述第一定位信息中提取水平精度因子； 根据所述水平精度因子所属的预设数值范围确定第一权值，所述第一权值小于或等于I ; 将数值I与所述第一权值的差值作为第二权值； 将所述第一定位信息中的经纬度与所述第一权值相乘以获取第一乘积，并将所述第二定位信息的经纬度与所述第二权值相乘以获取第二乘积； 将所述第一乘积与所述第二乘积的和作为所述被定位车辆的最终定位信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 利用经地图匹配后输出的被定位车辆的车载定位信息校正所述同一时刻的第二定位信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 当被定位车辆的运行路段设置有路侧单元时，获取所述路侧单元发送的定位信息，并根据所述发送的定位信息校正所述最终定位信息。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一定位信息包括:所述被定位车辆的经纬度、航向和运行速度；所述第二定位信息包括被定位车辆的经纬度、航向。
8.—种车辆定位装置，其特征在于，包括: 获取模块，用于获取被定位车辆在同一时刻的第一定位信息和第二定位信息，所述第一定位信息为经GPS定位后的定位信息，所述第二定位信息为经航位推算后的定位信息；融合模块，用于将所述第一定位信息与所述第二定位信息进行信息融合，以获取最终定位信息； 匹配模块，用于将所述最终定位信息与预存地图中的道路进行匹配，以在所述预存地图中确定所述被定位车辆的具体位置。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括: 数据接收单元，用于以第一设定频率连续接收卫星数据； 定位信息确定单元，用于根据接收的卫星数据确定被定位车辆的第一定位信息； 所述数据接收单元，还用于在所述定位信息确定单元在当前时刻确定的第一定位信息为首次定位信息时，在下一时刻继续以所述第一设定频率连续接收卫星数据； 所述定位信息确定单元，还用于在所述下一时刻继续根据接收的卫星数据确定被定位车辆的第一定位信息； 第一记录单元，用于记录所述定位信息确定单元每确定所述第一定位信息时对应的第一时刻； 数据采集单元，用于在所述定位信息确定单元在当前时刻确定的第一定位信息为首次定位信息时，在下一时刻开始以第二设定频率连续采集所述被定位车辆的用于航位推算的数据； 第二记录单元，用于记录所述数据采集单元每采集到数据时对应的第二时刻； 定位信息获取单元，用于利用所述数据采集单元采集的数据进行航位推算，以获取被定位车辆的第二定位信息； 同时刻信息获取单元，用于每当所述第一记录单元记录的第一时刻与所述第二记录单兀记录的第二时刻为同一时刻时，获取所述同一时刻的第一定位信息和第二定位信息。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述用于航位推算的数据包括:加速度和角速率；所述数据采集单元包括: 第一测量单元，用于利用三轴加速度计测量所述被定位车辆的三维加速度； 第二测量单元，用于利用三轴陀螺仪测量所述被定位车辆的角速率，所述角速率包括横滚角、俯仰角和航向角。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述融合模块包括: 因子提取单元，用于从所述第一定位信息中提取水平精度因子； 第一权值确定单元，用于根据所述水平精度因子所属的预设数值范围确定第一权值，所述第一权值小于或等于I ; 第二权值确定单元，用于将数值I与所述第一权值的差值作为第二权值； 乘法单元，用于将所述第一定位信息中的经纬度与所述第一权值相乘以获取第一乘积，并将所述第二定位信息的经纬度与所述第二权值相乘以获取第二乘积； 定位信息确定单元，用于将所述第一乘积与所述第二乘积的和作为所述被定位车辆的最终定位信息。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 第一校正模块，用于利用经地图匹配后输出的被定位车辆的车载定位信息校正所述同一时刻的第二定位信息。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 第二校正模块，用于当被定位车辆的运行路段设置有路侧单元时，获取所述路侧单元发送的定位信息 ，并根据所述发送的定位信息校正所述最终定位信息。
【文档编号】G01S19/48GK103454660SQ201210587403
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】余振华, 彭志宽, 李成, 李树锋, 王哲, 朱正军, 马相军 申请人:北京握奇数据系统有限公司