[发明专利]一种道路标牌智能识别辅助的融合导航定位方法及装置

说明书

本发明公开了一种道路标牌智能识别辅助的融合导航定位方法及装置，应用于导航定位技术领域，所述方法中先对卫星导航系统GNSS的状态进行评估，在GNSS状态好的情况下进行GNSS/INS组合导航，否则进行INS/DR组合导航，在INS/DR组合导航过程中通过道路标牌信息处理和道路标牌信息辅助导航修正实现高精度的导航定位。本发明利用大部分道路标牌具备的唯一性、易识别、精确位置信息和易获取等特点，在卫星导航系统可用性不足的场景中，利用道路标牌提供的精确位置信息，为INS/DR组合导航系统提供位置修正，实现GNSS不可用场景中的高精度定位。

技术领域

本发明涉及导航定位技术领域，尤其涉及一种道路标牌智能识别辅助的融合导航定位方法及装置。

背景技术

高精度定位在很多领域有重要的应用。例如，随着自动驾驶技术的快速发展，导航系统需要满足更高的要求，包括：高精度、高分辨率、高可靠性、低成本、低功耗和小型化等。但是，当前主要的导航定位技术，都无法单独满足这些需求。

卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，是当前主要的一种定位技术，具有全球覆盖、全天候工作、定位精度高等优势，成为最广泛的定位导航手段。然而，在某些情况下，GNSS可用性会受损，精度会下降。例如，在城市峡谷区域，受到卫星信号被遮挡、多路径反射等的影响，GNSS定位精度会急剧下降，甚至失效。再比如，在隧道、地下车库等场景下，GNSS也无法使用。而且，GNSS信号是否微弱，很易被有意或无意的干扰信号淹没无法使用。

惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)是一种不依赖外部信息的自主导航系统，工作原理基于牛顿运动定律，其基于加速度计测量到的载体运动加速度，基于陀螺仪测量到的载体的旋转角速度，通过计算机对这些测量值进行处理，得到载体的姿态、速度和位置。INS具有数据更新率高、短期精度和稳定性好等优点。随着微机电系统(Micro-Electrical-Mechanical System，MEMS)加工技术的成熟，MEMS惯性器件(加速度计和陀螺仪)得到了前所未有的发展，以其价格低廉、重量轻、体积小以及功耗低等优势广泛地应用于组合导航系统中。但现有的MEMS器件精度较低，无法长时间、长距离维持定位精度。因此，通常INS需要其他信息辅助来及时修正误差。

由于GNSS和INS具有良好的互补性，一般将两者组合形成GNSS/INS组合导航系统，能够使导航系统提供稳定、可靠的导航信息。

另外，对于车载导航系统，惯性导航与里程计的组合，即INS/DR组合导航，也是一种技术方案。这种方式在GNSS可用性下降时，里程计为INS提供车载系统的运动速度，形成航位推算(DR，Dead Reckoning)模式可部分修正单纯INS导航时误差的快速发散。然而，这种方式的精度受限于MEMS器件的精度、里程计的精度等因素影响，1NS/DR组合导航也不能长时间、长距离提供高精度的定位。

在公开号为CN110779521A的一种多源融合的高精度定位方法与装置专利中，在使用卫导与惯导组合导航的基础上，采用里程计与惯导组合的方式在卫星导航不可用时提供高精度位置信息。特别是，针对影响里程计与惯导组合精度的若干因素，提出相应的技术方案，来提高里程计与惯导组合时的定位精度，但是该专利仅在卫星导航不可用时，在里程计的辅助下提供高精度的位置信息，仍然不能实现长时间、长距离提供高精度的定位。

发明内容

发明目的：针对现有技术中卫星导航系统不可用的情况下无法得到高精度定位的缺陷，本发明公开了一种道路标牌智能识别辅助的融合导航定位方法及装置，通过将道路标牌智能识别技术融合到导航中，实现在各种场景下的高精度定位。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种道路标牌智能识别辅助的融合导航定位方法包括以下步骤：