[发明专利]通过航位推算和GNSS辅助地图匹配的车辆导航

说明书

航位推算结合GNSS辅助地图匹配提高了车辆导航的准确性和可靠性。手持式装置中的地图匹配导航模块通过端口向车辆状态估计器发送地图匹配反馈消息。该模块还接受来自安装在车辆中的传感器的车辆速度和惯性导航数据。

相关申请的交叉引用

本PCT申请要求2016年9月20日提交的申请号为15/270,299的美国非临时专利申请的权益和优先权。出于所有目的，上述专利申请的全部内容通过引用被并入本文。

技术领域

本公开涉及车辆导航系统。

背景技术

汽车导航系统已经迅速成为必不可少的驾驶工具。有了目的地地址，就不再需要知道某地方在哪里或需要走哪条路了。只需遵循导航系统显示或说出的自动方向。

传统的汽车导航系统是基于与数字地图系统相结合的全球导航卫星系统(GNSS)接收器。尽管这些系统很好，但总有改进的余地。

现在需要的是更加准确和可靠的汽车导航。

附图说明

图1是航位推算和GNSS辅助地图匹配导航系统的示意图。

图2是涉及变道操纵的汽车导航场景的示意图。

图3是涉及离开道路以避开施工区域的汽车导航场景的示意图。

图4是沿具有GNSS位置数据覆盖的道路的汽车路径的示意图。

图5是与图4中的汽车路径相关联的航位推算轨迹的示意图。

图6A是高速公路出口坡道的示意图。

图6B是通过地图匹配估计的沿出口坡道的汽车路径的示意图。

图6C是通过航位推算估计的沿出口坡道的汽车路径的示意图。

具体实施方式

通过航位推算(DR)和GNSS辅助地图匹配的车辆导航是用于汽车的一种先进的导航系统和技术。(在本公开中，“汽车”或“车辆”是指在道路上常见的任何车辆，包括客车、轻型卡车、公共汽车、牵引式挂车等)。该系统包括导航传感器、状态估计器和地图匹配导航模块。还可以包括显示器和/或用户界面，因为系统的配置(provisions)可接受数据输入，例如地图更新和实时交通信息。

该系统利用了车载永久安装组件和诸如智能电话和平板电脑这样的手持式装置的功能。选择在哪里实现各种系统功能不是任意的；事实上，这些选择会影响系统的准确性和可靠性。与传统的GNSS加数字地图系统不同，本系统将航位推算数据集成到地图匹配中，并从手持式装置中的地图匹配模块向状态估计器提供反馈。

具有地图匹配反馈的DR和GNSS辅助地图匹配使车辆导航在例如螺旋停车场坡道、GNSS信号接收衰减的环境、变道操纵、隧道和施工区域这样的困难情况下更加准确。例如，地图匹配反馈有助于导航系统从航向误差中恢复。在麻烦的情况下下保持良好的性能会带来更高的整体可靠性和驾驶员满意度。

图1是航位推算和GNSS辅助地图匹配导航系统的示意图。在图1中，地图匹配导航模块105是从给定了状态估计值和/或航位推算数据的数据库中选择道路的子系统。地图匹配试图通过估计车辆会在已知道路上行驶的可能性来清理位置估计值。

作为地图匹配的一个示例，假设GNSS接收器估计到汽车正在州际公路的草地中间以每小时70英里的速度向东行驶。地图匹配模块获取该信息，并返回汽车可能在高速公路的东行车道上、而不是在中间车道上的估计值。地图匹配模块还可以估计汽车可能(尽管不太可能)在速度限制仅为每小时25英里的平行服务道路上。