本发明涉及智能驾驶,具体涉及基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法及装置。
背景技术:
1、ins(惯性导航系统)与gnss(全球导航卫星系统)的集成导航系统,凭借其低成本与高集成度的优势,已成为智能驾驶、车辆追踪及行人导航等领域的核心技术。然而,单独使用时,ins系统面临积分累积误差随时间增长的问题,而gnss则可能因恶劣天气、城市峡谷效应或遮挡物而信号中断,影响定位精度。
2、为了克服这些局限,业界广泛采用卡尔曼滤波器作为ins与gnss数据融合的核心算法。在gnss信号稳定可用时,卡尔曼滤波器能够高效融合两者的数据,通过互补优势显著提升系统的定位精度与鲁棒性。
3、然而,当gnss信号因外界干扰而变得不可靠时,仅凭传感器内部状态或卫星数量来判断信号质量往往不够准确,这可能导致系统误将受干扰的gnss数据作为有效输入,进而产生定位误差。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明提出基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法及装置,用于解决上述技术问题。
2、第一方面,提供了一种基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法,应用于车载定位系统,包括:
3、通过全球导航卫星系统获取第一定位数据;
4、通过惯性导航系统获取第二定位数据;
5、采用第二定位数据对所述第一定位数据进行数据过滤处理,得到第三定位数据;
6、采用卡尔曼滤波器对所述第二定位数据和所述第三定位数据进行融合处理,得到目标定位数据。
7、进一步的,采用第二定位数据对所述第一定位数据进行数据过滤处理,得到第三定位数据,包括:
8、通过mass函数计算第一定位数据对应的第一可信度,以及通过所述mass函数计算所述第二定位数据对应的第二可信度;
9、采用所述第一可信度和所述第二可信度计算所述第一定位数据与所述第二定位数据之间冲突因子;
10、将冲突因子低于预设冲突因子阈值的第二定位数据确定为所述第三定位数据。
11、进一步的,采用卡尔曼滤波器对所述第二定位数据和所述第三定位数据进行融合处理,得到目标定位数据,包括:
12、根据定位系统的动态特性,构建状态转移方程;
13、根据状态转移方程,分别构建第二定位数据的测量方程和第三定位数据的测量方程;
14、将第二定位数据的测量方程的测量值和第三定位数据的测量方程的测量值进行合并处理,得到合并测量向量,
15、调整卡尔曼滤波器的测量矩阵和测量噪声协方差矩阵,得到调整后的卡尔曼滤波器;
16、采用调整后的卡尔曼滤波器对合并测量向量进行更新,得到目标定位数据。
17、进一步的,还包括在定位系统进入隧道前,采用卡尔曼滤波算法对第二定位数据和进入隧道前时刻的第一定位数据进行融合,得到隧道内的定位结果。
18、进一步的,还包括实时监测定位系统的动态特性和环境因素,得到监测结果;
19、根据监测结果,动态调整卡尔曼滤波器过程中的噪声协方差矩阵和测量噪声协方差矩阵的数值。
20、第二方面,提供了基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位装置,其特征在于,包括:
21、第一定位数据模块,被配置为通过全球导航卫星系统获取第一定位数据;
22、第二定位数据模块,被配置为通过惯性导航系统获取第二定位数据;
23、第三定位数据模块,被配置为采用第二定位数据对所述第一定位数据进行数据过滤处理,得到第三定位数据;
24、目标定位数据模块,被配置为采用卡尔曼滤波器对所述第二定位数据和所述第三定位数据进行融合处理,得到目标定位数据。
25、进一步的,包括处理器和存储有程序指令的存储器,所述处理器被配置为在运行所述程序指令时,执行如前文一项所述的基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法。
26、第三方面,提供了一种电子设备,包括前文所述的基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位装置。
27、第四方面,提供了一种存储介质,存储有程序指令,所述程序指令在运行时,执行如前文任一项所述的基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法。
28、采用上述技术方案的发明,具有如下优点:
29、本发明通过对全球导航卫星系统获取的第一定位数据进行筛选,从而剔除干扰数据,再结合卡尔曼滤波器对惯性导航系统获取的第二定位数据与全球导航卫星系统获取的第一定位数据进行数据融合,继而提高系统的定位精度,进而解决在全球导航卫星系统信号受到弱干扰情况下惯性导航系统与全球导航卫星系统定位不准确问题。
1.基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法,其特征在于,应用于车载定位系统,包括:
2.根据权利要求1所述的基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法,其特征在于,采用第二定位数据对所述第一定位数据进行数据过滤处理,得到第三定位数据,包括:
3.根据权利要求1所述的基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法,其特征在于,采用卡尔曼滤波器对所述第二定位数据和所述第三定位数据进行融合处理,得到目标定位数据,包括:
4.根据权利要求1所述的基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法,其特征在于,还包括:
5.根据权利要求3所述的基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法,其特征在于,还包括:
6.基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位装置,其特征在于,包括:
7.基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位装置,包括处理器和存储有程序指令的存储器,其特征在于,所述处理器被配置为在运行所述程序指令时,执行如权利要求1至5任一项所述的基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法。
8.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求6或7所述的基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位装置。
9.一种存储介质,存储有程序指令,其特征在于,所述程序指令在运行时,执行如权利要求1至5任一项所述的基于惯性导航系统与全球导航卫星系统的融合定位方法。