[发明专利]环岛上的路径匹配的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于导航技术领域，尤其涉及一种环岛上的路径匹配的方法及装置。

背景技术

路径匹配是利用车辆GPS(全球定位系统)、陀螺仪等定位装置，将接收到的定位信号与导航电子地图中的路网进行匹配，并将定位信号与电子地图中最有可能的一条代表当前行驶道路的Link(弧段)进行匹配。路径匹配功能是车载导航仪的基础核心功能，错误的匹配将导致其他导航功能无法进行或者给驾驶者提供错误的提示信息。

现有的路径匹配策略是基于定位信号中的定位坐标和定位方向与电子地图中的Link进行匹配。一般现有成熟的路径匹配过程包括初次定位匹配和候补拓展匹配两个过程：

初次定位匹配，是指导航软件启动后初次定位或者在没有路网的区域进入有路网的区域时，导航软件从非匹配状态开始进入匹配状态。初次定位时的路径匹配要进行候补道路生成，候补道路生成以当前接收到的定位信号的位置和方向在电子地图中进行搜索，依据距离最近和方向最接近的道路最优先的原则，获取到一系列车辆当前可能所在道路。对于初次定位如果在最大的误差范围内也没有搜索到候补道路，则此次初次定位不成功，在下次定位信号进来时再次重复进行此次定位的处理过程，如果初次定位有一条或者多条候补成功生成，则进入候补拓展匹配模式。

候补拓展匹配，在初次定位后，确定了车辆可能所处的几条候补道路，此时再次接收到定位信号后，在初次定位已经选定的候补道路的基础上，依据本次信号对车辆在各个候补道路上的位置进行更新，然后以此更新后的位置作为参照，对比此次传入的定位信号的坐标和方向对各个候补依据位置误差和方向误差进行评价，综合车辆上次所在候补的历史信息，计算出车辆候补综合评估值，综合评估值最优的候补就是车辆目前最有可能所在的位置，作为路径匹配的输出。导航系统的其他模块依据此信息完成地图上车辆位置显示和诱导信息等供驾驶者辅助驾驶。在进行候补拓展匹配时，需要按照电子地图存储的Link接续和交通规制规则，将一条或者多条候补道路Link进行拓展，从当前车辆所在道路根据电子地图的连接关系，找出车辆可能所在的其他道路。

然而，当车辆行进在环岛上，特别是复杂多层的环岛上时，如果在环岛上有高架路通过，或者环岛本身有上下两层环岛，或者多层环岛的地面层受到高架环岛的遮挡，会导致GPS(全球定位系统)定位误差增大。并且由于GPS的多路径效应，还会造成在复杂环岛处的实际定位中，GPS定位和实际定位有一个较大的整体平移。

如图1所示，整个环岛共有三层，其中离散圆点轨迹是测试车辆自北进入外层高架环岛后绕环岛一周向西驶出环岛的GPS示意轨迹，图中内层环为地面环岛，外层环为高架环岛，与地面环岛相连的为地面道路，与高架环岛相连的高架道路，东西横穿是高架环岛上的第三层东西直通高架路。

在使用现有的匹配策略进行路径匹配时，参照图1中的白色示意点1，在此处，如果按照当前点的位置和方向来评估，虽然此时车辆应该行驶在外圈环的高架环岛，但是由于此处复杂的高架和周边高层建筑物的遮，挡而导致GPS的多路径效应使得定位出现一个整体偏东偏北(图中偏右偏上)的平移误差。对于示意点1，在位置误差的衡量上，在GPS本身的定位精度范围内，内外层环岛和向东驶出外圈环岛高架路都在误差范围内，所以具有相同的距离误差；在方向误差上，在环岛处，一般的电子地图道路方向都有变形，比如内外层环岛在同方向脱出的道路属于高架路和高架地面路，在地理位置上是重合的，但是电子地图为了区别两条道路，会将地面道路向外变形，置于高架路外侧，方向上，车辆驶出环岛的方向转换非常平滑，而实际的电子地图连接会是一个突然的角度转换，这样在示意点1去参照图中所标识的环岛向西脱出的高架路和高架地面路，在角度误差范围内，因为电子地图的变形和电子地图中的Link记录方式和实际行车时候方向转弯时候的误差，方向也不能够作为一个很好的路径匹配的评估标准，故而路径匹配的结果会出现很多错误。

参照示意点2和示意点3，因为在环岛处定位点整体的向东北方向偏移，此时在示意点2和3的位置误差范围内，第三层高架东西直通道路向东方向的Link和内外层环岛Link都在误差范围内，不能够在位置上作为区分，对于方向，在方向误差范围内，参考点2和3对于东西直通路和内外层环岛在此处都是东向，也不能够做很好的区分，这样，在匹配中也会出现因为GPS的飘移产生具有随机性的错误匹配。