专利名称：一种基于多信息源的加权地图匹配方法
技术领域：
本发明涉及的是一种导航领域的地图匹配方法。
背景技术：
地图匹配的效率主要取决于两个方面作为地图匹配算法输入的原始定位结果精度以及地图匹配算法本身。单一导航源难以满足多种应用环境的要求，例如，在市区环境下，由于各种遮挡物的影响，单一 GPS提供定位信息的连续性难以得到保证，因此，有必要采用多导航信息源以保证地图匹配的性能。目前传统广泛应用的地图匹配技术包括基于模糊规则的地图匹配，以及基于加权函数的地图匹配技术。基于模糊规则的地图匹配受限于专家经验，在不同的应用环境下 (如市区、郊区)就需要改变相应的模糊规则，适用性受到限制。基于加权函数的地图匹配技术虽然实现较为简单，但是其中多个参数，例如搜索区域半径，加权函数中各个加权值等通常选为经验值，这需要通过大量的实测数据加以确定。
发明内容
本发明的目的在于提供可提高路径正确识别率的一种基于多信息源的加权地图匹配方法。本发明的目的是这样实现的本发明一种基于多信息源的加权地图匹配方法，其特征是通过扩展Kalman滤波在观测量域融合来自GPS的伪距观测量、DR输出的速度观测量V和航向角观测量Θ，实现紧组合导航系统的信息融合，从而获取定位解，利用该定位结果和地图数据进行地图匹配(I)搜索备选路径定位结果在当地坐标系下水平面内的不确定性表示为σΙ=Ρη,= P22,东向定位误差和北向定位误差的相关性σ EN = P12,因此平面定位误差区域将构成一个椭圆区域，其中P代表Kalman滤波过程中的状态预测协方差矩阵，Aij代表矩阵A的第i行第j列个元素，采用正方形搜索区域代替椭圆搜索区域，矩阵的中心点为定位点(Xo， %)，正方形搜索区域边长为2a，其中a为椭圆区域的长半轴设路径在当地坐标系内的坐标最值分别为min_x, min_y, max_x, max_y,如下式成立，则判定该路径为备选路径，否则，该路径不是备选路径(min_x ( x0+a)&(max_ X ^ x0~a) & (min_y ^ yO+a) & (max_y ^ y0-a)；(2)选择正确备选路径
加权函数F取为Fi = Fc (wpfp+whfh)式中i为备选路径的条数，连接性函数f。表征上一个历元的载体行驶的路径与备选路径的连接性，投影距离差函数fp表征定位点到备选路径投影点的距离，航向误差函数 fh表征了载体实际行驶方向与备选路径方向的一致性，Wp和Wh为对应投影距离差和航向误差的加权系数，满足Wp+wh = I,三种函数分别表示为
权利要求
1.一种基于多信息源的加权地图匹配方法，其特征是通过扩展Kalman滤波在观测量域融合来自GPS的伪距观测量、DR输出的速度观测量V和航向角观测量Θ，实现紧组合导航系统的信息融合，从而获取定位解，利用该定位结果和地图数据进行地图匹配(I)搜索备选路径定位结果在当地坐标系下水平面内的不确定性表示为 cjE = Cl、σΝ — ^*22，东向定位误差和北向定位误差的相关性σ EN = P12,因此平面定位误差区域将构成一个椭圆区域，其中P代表Kalman滤波过程中的状态预测协方差矩阵，AU代表矩阵A的第i行第j列个元素，采用正方形搜索区域代替椭圆搜索区域，矩阵的中心点为定位点(X(l，y。)，正方形搜索区域边长为2a，其中a为椭圆区域的长半轴
2.根据权利要求I所述的一种基于多信息源的加权地图匹配方法，其特征是利用路径长度属性提高地图匹配的效率如果前一个历元的投影点为所选择路径上的第一个投影点，路径满足±dk<Lk=\则可判定当前历元仍在前一历元所选择的路径上，式中L为备选路径长度，η表示第η 个历元，即为当前历元时刻，k表示该条路径上的第k个定位点，当DR输出速度V为零，令 dk = O以抑制定位算法引入的误差。
3.根据权利要求I或2所述的一种基于多信息源的加权地图匹配方法，其特征是采用一致性检测的技术如果定位点到投影点的距离D满足D^3ylPu+P22+2Pu，则此时采用加权法重新进行备选路径的选择。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种基于多信息源的加权地图匹配方法，通过扩展Kalman滤波在观测量域融合来自GPS的伪距观测量、DR输出的速度观测量v和航向角观测量θ，实现紧组合导航系统的信息融合，从而获取定位解，利用该定位结果和地图数据进行地图匹配首先搜索备选路径，然后选择正确备选路径，最后采用垂直投影的方法进行定位点到所选择路径上的投影，从而完成地图匹配。本发明在路径选择确定的情况下，由于采用多导航信息源的紧组合导航系统，对地图匹配的性能影响被相对减弱，因此，提高了路径选择效率。
文档编号G01C21/30GK102607575SQ201210052420
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者娄上月, 李亮, 赵琳, 郝勇, 高帅和, 黄攀 申请人:哈尔滨工程大学