[发明专利]融合北斗与多传感器的机场行李牵引车定位装置与方法

说明书

本发明公开了一种融合北斗与多传感器的机场行李牵引车定位装置，包括北斗基准站、北斗双天线定位定向系统、IMU惯导测量单元、双目相机测量单元、地图存储单元、通讯模块和处理器。本发明还公开了一种融合北斗与多传感器的机场行李牵引车定位方法，本发明室外环境下，利用北斗双天线/IMU松组合进行定位与测姿，并利用双目相机对三维地图进行更新；室内环境下，将结合双目相机/IMU/地图匹配进行定位与测姿以及三维地图的更新；多传感器数据融合通过自适应Kalman滤波器建立函数模型误差的拟合模型，使其适应行李牵引车特殊场景和相应传感器，得到位置与姿态信息的最优解，从而实现行李牵引车连续、高精度、高可靠性的室内外无缝定位。

技术领域

本发明涉及车辆高精度定位技术领域，特别是一种融合北斗与多传感器的机场行李牵引车定位装置与方法。

背景技术

随着“工业4.0时代”的到来，数字信息化、智能化技术、云计算、大数据、人工智能等信息技术谋求发展空间，支撑行业运行安全、优化能源消耗、方便旅客出行的理念已逐步成为行业共识。在此背景下，2018年民航局提出实施新时代民航高质量发展战略，加快推进以“平安机场、绿色机场、智慧机场、人文机场”为核心的“四型机场”建设，着力打造运营集内在品质和外在品位于一体的现代化民用机场，要求我们从过去注重数量、总量、增量的量优式发展，转向注重质量、效率、效益的质优式发展；其中，智慧机场正是推进“四型机场”建设的关键支撑和实施路径。

根据《2018年民航机场生产统计公报》数据显示：2018年我国机场全年旅客运输量超过12亿人次，比上年增长10.2％，完成货邮运输量1674万吨，比上年增长3.5％。随着航空运输业务量的不断增长，我国大部分枢纽机场和干线机场保障能力面临着越来越大的压力，造成机场时隙资源使用紧张，空中交通拥堵，航班延误严重，服务质量下降。据不完全统计，每年中国航班延误直接损失超过500亿元。影响航班延误的可控因素中，存在着机场地面保障服务不力、机场服务能力急需提升等问题。这主要是由于机场拥有的特种车辆数较少，特种车辆定位精度低，特种车辆服务调度不佳等原因造成的。

机车地勤特种车辆的精确调度对提高航班正点率、保障飞行安全、提高民航服务质量和经济效益至关重要。精确定位技术是地勤特种车辆的精确调度的关键技术之一，是实现车辆安全通行的重要保障。虽然不同的特种车辆对定位精度要求不同，但定位的连续性是地勤特种车辆业务安全可靠的必要前提，考虑到环境(遮挡、光线、天气)、成本以及稳定性等因素，单纯采用某一种定位技术并不能满足地勤特种车辆的精确调度业务的定位需求。通常需要通过多种技术的融合来实现精准定位，包括GNSS、无线电(例如蜂窝网、局域网等)、惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)、传感器以及高精度地图。其中，GNSS或其差分补偿RTK(Real-time Kinematic)，是最基本的定位方法。考虑到GNSS技术在遮挡场景、隧道以及室内的不稳定(或不可用)，其应用场景受限于室外环境。通常，GNSS或传感器等单一技术难以满足现实复杂环境中车辆高精度定位的要求，无法保证行李牵引车定位的连续性和稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种北斗与多传感器融合的机场行李牵引车定位装置与方法，实现对行李牵引车的高精度定位。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种融合北斗与多传感器的机场行李牵引车定位装置，包括北斗基准站、北斗双天线定位定向系统、惯导测量单元IMU、双目相机测量单元、通讯模块、地图存储单元和处理器；其中，

北斗基准站，安置于室外空旷环境，用于接收北斗卫星信号，输出差分改正信息通过通讯模块输出至北斗双天线定位定向系统；

北斗双天线定位定向系统，用于在室外环境时，将收到的差分改正信息和采集到的北斗卫星信号处理得到行李牵引车的位置、航向和俯仰角度经通讯模块输出至处理器；

惯导测量单元，用于将测量出的加速度值和角速度值经通讯模块输出至处理器；