[发明专利]一种室外乡村道路场景的组合定位方法

权利要求书

1.一种室外乡村道路场景的组合定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：于卫星信号较弱区域布置对应数量的超宽带UWB定位标签；

步骤2：针对布置完毕的超宽带UWB定位标签进行位置标定；

步骤3：搭建由全球导航卫星系统GNSS、超宽带UWB定位标签及组合控制两者的微控制单元MCU形成的组合定位系统，于微控制单元MCU中融合GNSS和UWB的定位信息，输出最终组合定位位置信息；

所述的步骤3具体包括：于微控制单元MCU中根据信号的可信度加权融合GNSS和UWB的定位信息，得到对应融合后的坐标，其所对应的计算公式为：

式中，x_f和y_f分别为加权融合GNSS和UWB的定位信息后的坐标，x_U和y_U分别为通过UWB获取的自车横坐标和纵坐标，w_G和w_U分别为GNSS位置信号和UWB位置信号的可信度；

所述的通过UWB获取的自车横坐标和纵坐标为自车搭载的标签通过接收多个路面定位标签的信号，在道路环境中所构造的复合概率分布中的概率最大点，其所对应的计算公式为：

式中，(x_U,y_U)表示通过UWB获取的自车横纵坐标，max为最大值函数，Π为连乘函数，Φ为标准正态分布函数，L_j为自车与第j个道路定位标签的估算距离，σ_j为定位标签的标准差。

2.根据权利要求1所述的一种室外乡村道路场景的组合定位方法，其特征在于，所述的步骤1具体包括：于卫星信号较弱区域的道路两侧，等距离布置对应数量的超宽带UWB定位标签，以保证车辆在道路行驶的任意位置能够同时与设定数量的定位标签进行信息交互。

3.根据权利要求2所述的一种室外乡村道路场景的组合定位方法，其特征在于，所述的卫星信号较弱区域包括树林、天桥和隧道，所述设定数量至少为3个。

4.根据权利要求1所述的一种室外乡村道路场景的组合定位方法，其特征在于，所述的步骤2包括以下分步骤：

步骤201：将额外数量的定位标签置于布置完毕的现有某一定位标签覆盖区域周围，同时暴露于卫星信号较强的区域，通过定位设备完成位置标定，得到额外定位标签的位置坐标；

步骤202：通过与额外定位标签的位置坐标之间的几何关系得到覆盖区域内现有布置完毕的超宽带UWB定位标签的位置坐标。

5.根据权利要求1所述的一种室外乡村道路场景的组合定位方法，其特征在于，所述的自车与第j个道路定位标签的估算距离，其所对应的计算公式为：

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式中，v_s为无线信号传播速度，T_reply为无线信号发送和接受的时间差。

6.根据权利要求1所述的一种室外乡村道路场景的组合定位方法，其特征在于，所述的GNSS位置信号和UWB位置信号的可信度，其所对应的计算公式为：

式中，σ_U为自车坐标位置的标准差，σ_thr1和σ_thr2分别为标准差的阈值。

7.根据权利要求6所述的一种室外乡村道路场景的组合定位方法，其特征在于，所述的自车坐标位置的标准差，其所对应的计算公式为：

式中，σ_r1、σ_r2和σ_r3分别为三个自车与第j个道路定位标签的估算距离L_j最小的道路定位标签标准差。