北斗增强惯导高效融合车道级定位工作方法及系统装置与流程

技术特征：

1.一种北斗增强惯导高效融合车道级定位工作方法，其特征在于，该工作方法包括如下步骤：

1)通过北斗接收机进行北斗卫星信号的导航捕获与跟踪、解调出卫星导航电文、获取伪距和载波相位的测量值；中央处理器进行北斗格网差分定位；

2)惯性传感器根据步骤1)所述测量值获得车辆运动状态；

3)通过中央处理器对惯性导航系统与北斗定位系统进行组合导航；

4)通过中央处理器分析图像，实现道路标线的识别；

5)由中央处理器对所检测出的图像中的直线进行卡尔曼滤波道路标线跟踪，根据道路标线变化情况判断车辆是否变更车道以及车辆变更车道的状态：

当识别出的道路标线中跟踪倾角为30-90°之间时，判断车辆是变更车道状态。

2.根据权利要求1所述的一种北斗增强惯导高效融合车道级定位工作方法，其特征在于，所述步骤2)惯性传感器根据步骤1)所述测量值获得车辆运动状态之间的微分方程式如式(I)：

在式(I)中，车辆运动状态包括导航坐标系中的东向位置坐标e、北向位置坐标n、东向速度ve和航偏角ax和ay为机体坐标系中的加速度传感器测量值，为航偏角旋转角速度传感器测量值。

3.根据权利要求2所述的一种北斗增强惯导高效融合车道级定位工作方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述组合导航的方法如下：

将北斗和INS两个导航系统在车辆位置、速度和姿态角用卡尔曼滤波器组合起来。

4.根据权利要求3所述的一种北斗增强惯导高效融合车道级定位工作方法，其特征在于，所述用卡尔曼滤波器组合起来的算法为：

车辆在单位时间内的行驶距离如公式(II)：

车辆的运动方向如公式(III)：

Δgps的测量误差方差值如公式(IV)：

的测量误差方差值如公式(V)：

5.根据权利要求1所述的一种北斗增强惯导高效融合车道级定位工作方法，其特征在于，所述步骤4)中实现道路标线的识别的方法，包括图像增强、边缘检测、图像分割和Hough变换算法；

其中所述Hough变换算法检测图像中的直线，即道路标线：

在变换空间中采用直线的极坐标方程如公式(VI)：

ρ＝xcosθ+ysinθ (VI)

对参数(ρ,θ)进行m,n等分，构造累加数组A(ρi,θi)，其元素值表示经过该点(ρ,θ)的曲线个数之和，对图像上所有边缘点进行Hough变换，进行累加如公式(VII)：

A(ρi,θi)＝A(ρi,θi)+1 (VII)

取出数组A(ρi,θi)中的最大元素，其对应的(ρ,θ)即所求；

直线斜率:k＝-cotθ；

直线截距:

6.如权利要求1-5任意一项所述实现上述工作方法的系统装置，包括：北斗接收机、惯性传感器、CCD摄像头和中央处理器；

所述北斗接收机，包括射频前端处理模块、基带数字信号处理模块、定位导航运算模块；用以实现北斗卫星信号的导航捕获与跟踪、解调出卫星导航电文、获取伪距和载波相位等测量值；

所述惯性传感器，用于测量车辆的运动加速度，得车辆运动速度，测量车辆的角速度，得车辆的姿态角，然后通过中央处理器对惯性测量值进行处理，得到车辆的位置、速度和姿态；

所述CCD摄像头，用于采集车辆前方路面图像信息，并输出模拟视频信号；

所述中央处理器，包括北斗定位模块、惯性测量值处理模块、图像处理模块，用于实现北斗格网差分定位、实现道路标线识别、判断车辆变更车道情况、与惯性导航系统进行组合导航。