[发明专利]一种用于室内车辆地磁匹配定位的地磁基准库构建方法

说明书

本公开的用于室内车辆地磁匹配定位的地磁基准库构建方法，通过提取室内车辆道路的行车路径弧，根据行车路径弧构建室内车辆路径图；根据室内车辆路径图生成地磁基准库中的空间参考点，计算空间参考点的位置坐标和方位角；训练空间参考点的磁场强度和高程值；依据路径弧划分和路径间的拓扑连接关系组织空间参考点数据并构建地磁数据库；将实时测量的室内车辆行驶过程中的地磁强度序列和地磁数据库的地磁强度序列进行匹配，估计室内车辆的位置坐标，实现车辆在室内的地磁匹配定位。能够在无室内基站或信源设备辅助下，构建室内车辆道路的地磁基准库，实现车辆在室内的米级精度定位，成本低、无辐射且定位误差小，广泛应用于室内、地下停车场等场景。

技术领域

本公开属于室内定位技术领域，特别是涉及到一种室内车辆的地磁匹配定位方法。

背景技术

车辆是人们日常交通的重要载体，车辆导航、路径规划等位置服务对车辆使用者来说已经变得不可或缺；随着城市化发展和机动车数量的增长，室内及地下停车场越来越普及，其规模也越来越大，室内停车场车辆导航、路径规划等位置服务需求越来越强烈。在大多数的室外场景下，依赖GPS、北斗等卫星导航系统(Global Navigation SatelliteSystem，GNSS)就能够实现米级精度定位，从而满足车辆导航等位置服务的需求；但在室内、地下等环境中，卫星导航信号受阻，无法有效定位，因此，如何实现车辆在室内的定位问题，是室内车辆位置服务的首要任务。

目前，适用于室内车辆定位解决方案中，WiFi、超宽带等基于几何测距原理的无线信号定位技术，在开阔室内环境下有着较高的定位精度，但需要预先布设信标，且在复杂室内面临非视距和多径难题。惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)和航位推算系统(Dead Reckoning，DR)等基于运动传感器的惯性推算技术，具有较强的自主性，但具有误差累积的特点，长时间在室内工作时定位精度会随时间发散。此外，基于地图、路标、磁场等室内地理特征的匹配定位技术，也是解决室内车辆定位的有效技术途径。

地磁匹配定位技术，借助地表和建筑物自身的固有磁场，利用磁场沿空间梯度变化、且不随时间改变的特点，通过磁场特征匹配，实现车辆的准确定位；该方法不需要大量基站与信源设备的辅助，无辐射、成本低、误差不随时间累积、定位效果较好，是解决室内车辆定位的有效手段之一。

室内车辆地磁匹配定位的实现主要包括两个过程：离线阶段，沿道路采集和构建地磁场特征基准库，即对室内车辆行驶区域的磁场及其空间坐标进行标定，存储在数据库中；在线阶段，将车辆行驶过程中实时采集的地磁场特征与基准库进行比对，以磁场最佳匹配位置作为车辆的定位结果。现有的地磁场模型主要是大尺度的全球或区域磁场模型，无法适用于小尺度的室内地磁场特征获取和匹配定位，因此，需要针对室内环境特点，构建一种符合车辆行驶习惯且能够满足米级定位需求的室内地磁基准库标定方法，从而满足车辆在室内的地磁匹配定位技术实现。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种用于室内车辆地磁匹配定位的地磁基准库构建方法，能够在无需借助室内基站或信源设备辅助下，构建室内车辆道路的地磁基准库(室内车辆地磁定位基准库)，实现车辆室内的米级精度定位，成本低、无辐射且定位误差不随时间累积，广泛应用于室内、地下停车场等场景。

根据本公开的一方面，提出了一种用于室内车辆地磁匹配定位的地磁基准库构建方法，所述方法包括：

提取室内车辆道路的行车路径弧，根据所述行车路径弧构建室内车辆路径图；

根据所述室内车辆路径图生成地磁基准库中的空间参考点，并计算所述空间参考点的位置坐标和方位角；

训练所述空间参考点的磁场强度和高程值；

基于所述空间参考点的位置坐标、方位角、磁场强度和高程值，依据室内车辆路径连接关系构建室内车辆道路的地磁数据库；