[发明专利]车联网中基于车内惯性器件的车辆定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及车联网技术领域，特别涉及车联网中基于车内惯性器件的车辆定位方法。

背景技术

随着经济的高速发展，我国汽车保有量持续增长，2010年达到了9086万辆^[1]，汽车保有量的增加，给交通管理系统带来了很大的挑战。智能交通系统（ITS^[2]，Intelligent Transportation System）作为一种综合交通运输管理系统，为应对这个挑战提供了可能，它是未来交通系统的发展方向。ITS将先进的信息技术、电子传感技术、数据通讯传输技术、控制技术和计算机技术等有效地集成，然后将其运用在整个地面交通管理系统中，以提供大范围的、全方位的、实时准确高效的综合交通运输管理服务。正在我国快速发展的车联网^[3]就是物联网在智能交通中的具体应用。

近年来随着物联网热潮的到来，车联网作为物联网的主要落脚点，在行业内得到了快速发展。车联网被认为是汽车未来的发展方向。早在上海世博会的时候，各界专家在通用汽车举办的名为“车联网——网联城市智能交通”的专题论坛上，就对车联网相关技术的发展以及车联网在未来对城市智能交通模式的改变进行了分析与论证并得出了以上结论。

车联网是具有节点特性、数据流特性^[5]以及移动特性的网络，是由车载电子标签通过无线识别等技术构建的一种车载自组网^[6](Vehicular Ad hoc Network，VANET)。车联网的目的是实现智能安全驾驶。主要方法是通过收集并共享信息，实现车与车（V2V）、车与路边基础设施（V2I）以及汽车与城市网络的互联。从车联网的体系架构^[7]中可以看出，车联网使用RFID、传感器，从物理世界获取信息，然后将这些信息通过网络传到用户或者服务器端，为用户提供各种各样的服务。因为汽车是运动的，所有提供的服务都是基于位置的服务，所以定位技术是车联网中的关键技术，具有很大的研究价值与工程实践价值。

定位技术不仅可以提供各种基于位置的服务，如周边商店、加油站、餐馆等信息的查询，还可以用于紧急情况下的救助、车辆的调度和人员管理等服务。车联网中的定位还有一个最重要的应用就是为汽车提供导航服务。现在汽车定位导航主要是以GPS为主，GPS精度基本可以满足当前的定位要求，但是无法实现室内定位，因而在城市高楼密集区、隧道、地下车库等GPS盲区^[8]无法实现定位。人们通过对GPS的改进，提出了一种辅助全球定位系统（AGPS，Assisted Global Positioning System），通过其他的定位方式来辅助GPS定位，以补偿GPS的不足。现在业界利用AGPS的方式是通过手机基站的信息来辅助GPS定位，可以缩短GPS首次定位时间，在接收不到信号的地方可以利用基站cell-id来定位，但是定位精度不高，依然无法彻底解决GPS盲区的定位问题。目前，车辆定位中研究的比较多的是组合定位,通过几种不同定位方式的组合，起到优势互补的作用。组合方式的不同、滤波方法的不同都会造成不同的定位精度。本发明能更好的解决上述问题。

发明内容

本发明目的是根据车联网中对车辆定位的要求，重点研究了GPS信号受到遮挡情况下的定位问题，提出了一种车联网中基于车内惯性器件的车辆定位方法，以提高车辆在GPS信号受到遮挡情况下的自主定位能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提出了一种车联网中基于车内惯性器件的车辆定位方法，通过方向盘转角传感器测得航向角，运用运动学定律，进行路程增量推算，得出汽车下一个时刻的位置信息，实现车辆在GPS信号受到遮挡情况下的自主定位。该方法对组合定位方法进行了创新，通过将VSSA系统与SINS系统中的陀螺仪组成航位推算（DR）系统，利用DR系统与SINS系统的位置与姿态误差通过Sage-husa自适应滤波去补偿SINS系统，从而得到精度比较高的SINS系统输出。

方法流程：

本发明提出一种车联网中基于车内惯性器件的车辆定位方法，其包括如下：

一、VSSA定位法

图1为VSSA定位原理框图，在可以接收到GPS信号的区域，通过GPS模块可以实现车辆的定位。进入GPS盲区后，无法实现定位。但是根据进入信号盲区前的GPS位置信息，结合通过CAN总线采集到的车速传感器（VSC，Vehicle Speed Sensor）采集的汽车速度信息，利用运动学关系可以解算出汽车下一个时刻的位置信息。