[发明专利]一种基于路网地磁基准库的车辆地磁匹配定位方法

说明书

本发明公开了一种基于路网地磁基准库的车辆地磁匹配定位方法，能够实现高精度、高效、高可靠的车辆地磁匹配定位。方法具体为：采用车辆行驶轨迹的地磁测量值时间序列、空间位置坐标以及航向信息，处理获得基准格点的地磁测量值、空间位置坐标以及行驶航向信息。进行车辆转弯状态检测，依据转弯点对基准格点的序列进行第一次路段分割；以第一次路段分割的各路段间的空间距离以及行驶航向差异，对具有相交关系的两路段在交点处进行第二次路段分割，并删除重复路段；对第二次路段分割的所有路段进行两两首尾连接关系判别，并依据连接关系建立路段间关联矩阵；基准格点和路段间关联矩阵构成路网地磁基准数据库；并利用该数据库进行车辆地磁匹配定位。

技术领域

本发明涉及车辆自主定位技术领域，具体涉及一种基于路网地磁基准库的车辆地磁匹配定位方法。

背景技术

当前，人们对于位置服务的需求越来越强烈。车辆作为人类的重要交通工具之一，不论在大众出行、交通运输，还是在军用领域，都承担着重要的角色。因此，如何实现车辆的精准、连续、可靠定位导航，也是位置服务中的首要的问题。

在车辆定位的主要解决方案中，惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)和航位推算系统(Dead Reckoning，DR)基于变化量积分进行车辆轨迹推算，因此会由于惯性器件及里程计的测量误差而形成定位结果累积性偏移。全球卫星导航系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)可以为终端提供全天候、全时的全球定位，但其基于无线信号测距机理，导航卫星信号容易受到遮挡、多径、无线电干扰等，无法提供连续可靠的定位结果。为了解决上述问题，一些新型的车辆定位导航技术发展起来，地图匹配定位、RFID路标定位、陆基无线电网络定位、地磁定位等技术都取得了一系列的研究成果。其中，地磁匹配定位借助地球和路面环境本身具备的磁场特征，通过特征匹配，实现车辆的准确定位。地磁匹配定位不需要大量基站与信源设备的铺设，具有成本低、无辐射、隐蔽性强、误差不随时间累积等众多优点，且具有较好的定位效果，是目前广受关注的定位技术。

在车辆地磁定位方法中，需要采集和构建地磁场特征基准库，用于在线定位时地磁特征的比对，从而通过特征匹配得到用户当前的位置估计。目前已有的地磁场基准模型空间分辨率较低，不能反映地表以及人类建筑环境下的精细磁场特征(地球磁场异常特征)，因此无法满足车辆米级精度的定位导航需求。因此，需要构建一种既符合车辆行驶特点，又能实现高分辨率地磁场特征位置标定的方法，从而高效、可靠地构建车辆地磁定位特征基准数据库，进一步能够依靠该数据库实现高精度、高效、高可靠的车辆地磁匹配定位。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于路网地磁基准库的车辆地磁匹配定位方法，能够实现复杂路网结构中，地磁基准数据的快速检索和关联，进一步实现高精度、高效、高可靠的车辆地磁匹配定位。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供了一种基于路网地磁基准库的车辆地磁匹配定位方法，具体包括如下步骤：

步骤1，采用磁传感器采集车辆行驶轨迹的地磁测量值时间序列，将车辆行驶轨迹的地磁测量值时间序列转换为地磁测量值空间序列，采用基准导航系统采集车辆行驶轨迹中的空间位置坐标以及航向信息。

利用所获得的地磁测量值空间序列、空间位置坐标以及航向信息，对车辆行驶轨迹进行里程等里程间隔采样，对于第k个里程采样点，计算地磁测量值为M_map,k，空间位置坐标为X_map,k，行驶航向为θ_map,k，则(M_map,k,X_map,k,θ_map,k)表示基准格点，其中K为总的里程采样点数，k＝1～K。

步骤2，利用车辆行驶轨迹中的航向信息，进行车辆转弯状态检测，依据识别出的转弯点，将步骤1中得到基准格点的序列进行第一次路段分割。