一种基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，将城市中道路两侧的路灯作为导航定位参考路标，并对路灯进行ID编号，这样每个路灯ID编号对应一个固定的位置信息；同时，在这些路灯上安装无线通信设备，当车辆行驶时通过蓝牙通信获得离车辆最近的路灯ID编号，通过查询路灯位置数据库并可以获得路灯的位置信息，并将该路灯位置作为车辆位置用以导航。本发明方法在隧道、两侧高楼耸立的道路上即使卫星导航信号被遮挡也能准确定位；另外，本发明方法只需在现有城市中部分路灯上加装蓝牙设备，改装量小，所述蓝牙设备仅需要提供蓝牙设备所在的路灯编号，通信数据量小，耗时短，可适用于车辆行驶速度较快的情况。
【专利说明】一种基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，属于城市车辆导航技术。
【背景技术】
[0002]现有车辆导航系统一般都装有GPS接收机，通过接收GPS卫星信号可实时获得车辆的经度、纬度、高度等导航信息，并通过数字地图进行显示。然而，随着城市里面高楼耸立、过山隧道与高架桥越来越多，车辆行驶在道路上时经常遇到GPS卫星信号被遮挡、难以提供有效定位信息的情况。考虑到上述情况，往往会在GPS定位的基础上通过航位推算(Dead Reckoning, DR)、地图匹配(Map Matching, MM)等方式辅助车辆导航定位。
[0003]文献(金亮良，何文涛，徐建华，等，《一种低成本GPS/DR组合导航系统设计》，《计算机工程》，2012年9月，第38卷，第18期，第228?230页)提供了一种基于单陀螺仪单加速度计的DR方法，并结合GPS形成车载GPS/DR组合导航系统，在GPS信号遮挡时能够保持定位。
[0004]文献(吴周洁，《组合式车载导航系统研究》，上海交通大学硕士学位论文，2009年)提供了一种基于捷联惯导/GPS/电子罗盘的组合式车载导航定位方法，通过多信息融合的方式可提高车辆定位精度，在GPS失效时能够保证一段时间内的定位精度。
[0005]通过组合导航的方式可以在GPS失效时为车辆提供导航信息。但是DR导航方式存在随时间累积的误差特性，使得DR仅能保证短期定位精度，如果长时间接收不到GPS信号，就无法实现车辆的导航定位；
[0006]授权号为ZL2005200771759.5的实用新型专利中提供了一种城市车辆定位路标传感器，通过在道路中布设路标的方式，给车辆提供位置信息。目前的路标定位需要在城市中布置路标点，而且要获得路标的完整位置信息，需要较长的通讯时间，如果车辆行驶速度较快的话，往往难以定位。
【发明内容】
[0007]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，考虑到城市道路两侧安装了数量较多的照明路灯，且路灯分布较密，地理位置基本保持不变，本发明以路灯作为参考路标、并在路灯上安装无线设备形成信标，用以辅助GPS对车辆进行组合定位，实现在城市范围内车载导航仪能在GPS卫星信号长时间被遮挡时依然可以提供高精度位置信息，是一种有效、价廉的方案。
[0008]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0009]一种基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，包括如下步骤:
[0010](I)在道路两侧的路灯中选取部分或全部作为路标，并在这些路灯上安装可提供当前路灯ID编号的无线设备，建立路灯ID编号与路灯地理位置对应关系的数据库；
[0011](2)在车辆的车载导航系统中载入步骤(I)建立的数据库；
[0012](3)车载导航系统打开无线通信功能，搜寻可建立连接的所述无线设备，并与可建立连接的无线设备进行通信，获取路灯ID编号；
[0013](4)车载导航系统根据路灯ID编号，在步骤(2)中载入的数据库中，检索与路灯ID编号对应的路灯地理位置；
[0014](5)将步骤(4)检索到的路灯地理位置作为对应时刻车辆的地理位置，并利用该地理位置对车载导航仪进行位置校正，进而实现导航。
[0015]优选的，所述步骤(3)中，车载导航系统打开无线通信功能，搜寻可建立连接的所述无线设备，并与信号最强的一个可建立连接的无线设备进行通信，获取路灯ID编号。当然可以结合几个无线信号进行加权处理以精确定位，但考虑到行车速度可能会较快，对信号的处理速度要求会比较高，采用最强信号(对应最近位置的路灯)，耗时短，在较快车速时也可使用。
[0016]优选的，所述可提供当前路灯ID编号的无线设备为蓝牙设备，车载导航系统打开蓝牙通信功能，搜寻可建立连接的所述蓝牙设备。
[0017]优选的，所述无线设备包括壳体和通信芯片，通信芯片设置在壳体内，可将无线设备设置为一个独立部件。
[0018]优选的，所述路灯ID编号通过输入设备提供给通信芯片，所述输入设备也设置在壳体内；所述路灯ID编号也可以直接固化在通信芯片内。
[0019]优选的，在通信芯片内固化有识别码，所有通信芯片的识别码相同；载导航系统通过识别码辨识无线信号:若无线信号中存在识别码，则进行后续操作；否则，丢弃该无线信号。通过识别码的设置，也避免载导航系统对无用信号的处理，增加定位耗时。
[0020]优选的，所述无线设备由路灯的供电电源供电。
[0021]优选的，还包括太阳能电池，其中太阳能电池的采光板作为壳体的一部分并裸露在外，太阳能电池的其余部分设置在壳体内，由太阳能电池为无线设备供电。
[0022]优选的，所述无线设备的安装位置为:路灯对应的行车路面2m以上位置。
[0023]有益效果:本发明提供的基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，将城市路灯作为导航定位参考路标，可较大程度地提高车载导航系统的位置精度，在隧道、两侧高楼耸立的道路上即使卫星导航信号被遮挡也能准确定位；并且本发明方法只需在现有城市交通装置的基础上加装无线设备，改装量小；另外本发明在信号传输时主要提供路灯的ID编号，通信数据量小，耗时短，在车辆行驶速度较快时也可适用。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明方法实现流程图；
[0025]图2为蓝牙设备的结构示意图，其中，I为壳体，2为蓝牙芯片，3为太阳能电池的采光板，4为太阳能电池的其余部分。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0027]如图1所示为一种基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，包括如下步骤:
[0028](I)在道路两侧的路灯中选取部分或全部作为路标，并在这些路灯上安装可提供当前路灯ID编号的蓝牙设备，建立路灯ID编号与路灯地理位置对应关系的数据库；
[0029](2)在车辆的车载导航系统中载入步骤⑴建立的数据库；
[0030](3)车载导航系统打开蓝牙通信功能，搜寻可建立连接的所述蓝牙设备，并与信号最强的一个可建立连接的蓝牙设备进行通信，获取路灯ID编号；
[0031](4)车载导航系统根据路灯ID编号，在步骤(2)中载入的数据库中，检索与路灯ID编号对应的路灯地理位置；
[0032](5)将步骤(4)检索到的路灯地理位置作为对应时刻车辆的地理位置，并利用该地理位置对车载导航仪进行位置校正，进而实现导航。
[0033]如图2所示，所述蓝牙设备为独立部件，包括壳体、蓝牙芯片和太阳能电池，蓝牙芯片设置在壳体内，太阳能电池的采光板作为壳体的一部分并裸露在外，太阳能电池的其余部分设置在壳体内，由太阳能电池为蓝牙设备供电。所述路灯ID编号直接固化在蓝牙芯片内，同时。在蓝牙芯片内还可以固化有识别码，所有蓝牙芯片的识别码相同；载导航系统通过识别码辨识无线信号:若无线信号中存在识别码，则进行后续操作；否则，丢弃该无线信号。
[0034]所述蓝牙设备的安装位置为:路灯对应的行车路面2m以上位置。
[0035]当车辆行驶时，车载导航系统蓝牙模块不断搜索附近的蓝牙设备，一旦与最近路灯上的蓝牙设备建立连接并通信，并可获得路灯ID编号，并结合预先载入的路灯编号与路灯地理位置对应数据库，通过查询确定所连接蓝牙设备所在的路灯地理位置，并以该位置作为车辆所在位置用以车辆导航，这样就能够对车载导航仪进行位置校正，进而实现导航。
[0036]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)在道路两侧的路灯中选取部分或全部作为路标，并在这些路灯上安装可提供当前路灯ID编号的无线设备，建立路灯ID编号与路灯地理位置对应关系的数据库； (2)在车辆的车载导航系统中载入步骤(I)建立的数据库； (3)车载导航系统打开无线通信功能，搜寻可建立连接的所述无线设备，并与可建立连接的无线设备进行通信，获取路灯ID编号； (4)车载导航系统根据路灯ID编号，在步骤(2)中载入的数据库中，检索与路灯ID编号对应的路灯地理位置； (5)将步骤(4)检索到的路灯地理位置作为对应时刻车辆的地理位置，并利用该地理位置对车载导航仪进行位置校正，进而实现导航。
2.根据权利要求1所述的基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，其特征在于:所述步骤(3)中，车载导航系统打开无线通信功能，搜寻可建立连接的所述无线设备，并与信号最强的一个可建立连接的无线设备进行通信，获取路灯ID编号。
3.根据权利要求1所述的基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，其特征在于:所述可提供当前路灯ID编号的无线设备为蓝牙设备，车载导航系统打开蓝牙通信功能，搜寻可建立连接的所述蓝牙设备。
4.根据权利要求1所述的基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，其特征在于:所述无线设备包括壳体和通信芯片，通信芯片设置在壳体内。
5.根据权利要求4所述的基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，其特征在于:所述路灯ID编号通过输入设备提供给通信芯片，所述输入设备也设置在壳体内。
6.根据权利要求4所述的基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，其特征在于:所述路灯ID编号固化在通信芯片内。
7.根据权利要求5或6所述的基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，其特征在于:在通信芯片内固化有识别码，所有通信芯片的识别码相同；载导航系统通过识别码辨识无线信号:若无线信号中存在识别码，则进行后续操作；否则，丢弃该无线信号。
8.根据权利要求4所述的基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，其特征在于:所述无线设备由路灯的供电电源供电。
9.根据权利要求4所述的基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，其特征在于:还包括太阳能电池，其中太阳能电池的采光板作为壳体的一部分并裸露在外，太阳能电池的其余部分设置在壳体内，由太阳能电池为无线设备供电。
10.根据权利要求1所述的基于路灯辅助定位的城市车载导航定位方法，其特征在于:所述无线设备的安装位置为:路灯对应的行车路面2m以上位置。
【文档编号】G01S1/02GK104198984SQ201410378154
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】孙亚飞 申请人:孙亚飞