[发明专利]惯性测量与电子地图数据匹配方法、装置、设备和存储介质

说明书

本发明公开了惯性测量与电子地图数据匹配方法、装置、设备和存储介质，其中，该匹配方法为在运动物体的检测过程中选用能抵消测量误差的位置特征值，又依据导航路径上的顺序点从电子地图数据库中提取数据，经过运算生成的位置特征值，将测量的位置特征值与电子地图生成的位置特征值依次对比，两个来源不同的位置特征值相等时，确定运动物体的地理位置位于电子地图的标识点上。本发明实施例避开了惯性测量单元测不准的物理量，采用惯性测量单元能够准确测量的位置特征值，实现了惯性测量单元的检测点与电子地图的标识点准确对应，提高了运动物体定位的准确性，该电子地图上的标识点能用于IMU准确校正，又能实现全程的电子地图定位和导航。

技术领域

本发明属于电子地图匹配技术，具体涉及一种地图数据的处理方法与惯性测量单元的测量方法及其装置、设备和存储介质，用于为惯性导航系统提供定位数据并实施准确导航。

背景技术

术语：

1、惯性测量单元（IMU Inertial Measurement Unit）：测量运动物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度、高度变化值的装置，一个IMU包含了一个三轴的加速度计和一个三轴的陀螺仪，加速度计检测运动物体在导航坐标系独立三轴的加速度信号，陀螺仪检测运动物体相对于导航坐标轴的角速度信号，获得运动物体在三维空间中的角速度，再根据初始时刻的角度推算出此时运动物体的运动角度，并以此解算出运动物体的姿态和空间位置；

所述测量高度变化值是利用IMU的加速度计测量运动物体的俯仰角β，当运动物体在水平路面上时，测量其俯仰角β₀作为水平初始值，以后俯仰角变化（β-β₀）的正切值与运动距离D之积，得到运动物体的高度变化值Δh =D×tan（β-β₀）。

2、气压高度计，气压高度计根据气压变化测得运动物体的绝对海拔高度，其分辨率可达10厘米，前后两次测试的绝对海拔高度之差为高度变化值Δh。为了表述简化，本专利说明书将气压高度计归于惯性测量单元IMU中，作为IMU可选的一个组件。

3、组合导航系统INS（integrated navigation system）：利用计算机和数据处理技术把具有不同特点的导航设备组合在一起，以达到优化的目的，通常包含卫星导航装置和惯性导航装置；INS由输入装置、数据处理和控制部分、输出装置以及外围设备组成。

随着智能网联汽车和无人驾驶技术的高速发展，对车辆的高精度定位技术的需求愈加迫切。传统的卫星定位与惯导技术相结合的组合导航技术的可靠性越来越受到人们的重视：在长时间失去卫星信号的条件下，如何提高惯性导航的准确性是人们长期渴望解决的技术问题。众所周知，IMU（惯性测量单元）的传感设备具有漂移引起的累计误差，随着时间延长，误差会逐渐累积，最后变得不可用，所以惯性测量单元需要有效地校正。为此，本领域技术人员进行了长期努力以解决失去卫星信号后如何实现IMU准确校正。

中国专利文献CN101586962A于2009年11月公开了一种惯性导航系统地图回馈校正方法，它将原来的GPS导航定位，改为地图导航定位：

先由电子地图产生路径规划点，各规划点包含经纬度坐标信息，

再由惯性感测单元测量，经MCU处理，得到惯性导航路径点，

用路径规划点与惯性导航路径点的经纬度坐标比较，获得一修正误差值，用修正误差值来校正惯性导航路径点。每偏一次就纠正一次，或者定时，或者定距离完成一次纠偏。

该专利的问题是：其本质就是惯性感测元件的测量值作为修正的基础数据，而惯性测量单元输送来的导航点是通过MCU推算来的经纬度坐标点，该测量经纬度坐标不可避免有误差，用错误的测量值所计算的修正误差值也是错误的，所以这种校正只是自闭式的无效纠偏。