專利名稱：一種基于多信息源的加權(quán)地圖匹配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種導(dǎo)航領(lǐng)域的地圖匹配方法。
背景技術(shù)：
地圖匹配的效率主要取決于兩個(gè)方面作為地圖匹配算法輸入的原始定位結(jié)果精度以及地圖匹配算法本身。單一導(dǎo)航源難以滿足多種應(yīng)用環(huán)境的要求，例如，在市區(qū)環(huán)境下，由于各種遮擋物的影響，單一 GPS提供定位信息的連續(xù)性難以得到保證，因此，有必要采用多導(dǎo)航信息源以保證地圖匹配的性能。目前傳統(tǒng)廣泛應(yīng)用的地圖匹配技術(shù)包括基于模糊規(guī)則的地圖匹配，以及基于加權(quán)函數(shù)的地圖匹配技術(shù)?；谀：?guī)則的地圖匹配受限于專家經(jīng)驗(yàn)，在不同的應(yīng)用環(huán)境下 (如市區(qū)、郊區(qū))就需要改變相應(yīng)的模糊規(guī)則，適用性受到限制?；诩訖?quán)函數(shù)的地圖匹配技術(shù)雖然實(shí)現(xiàn)較為簡單，但是其中多個(gè)參數(shù)，例如搜索區(qū)域半徑，加權(quán)函數(shù)中各個(gè)加權(quán)值等通常選為經(jīng)驗(yàn)值，這需要通過大量的實(shí)測數(shù)據(jù)加以確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可提高路徑正確識別率的一種基于多信息源的加權(quán)地圖匹配方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明一種基于多信息源的加權(quán)地圖匹配方法，其特征是通過擴(kuò)展Kalman濾波在觀測量域融合來自GPS的偽距觀測量、DR輸出的速度觀測量V和航向角觀測量Θ，實(shí)現(xiàn)緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)的信息融合，從而獲取定位解，利用該定位結(jié)果和地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖匹配(I)搜索備選路徑定位結(jié)果在當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系下水平面內(nèi)的不確定性表示為σΙ=Ρη,= P22,東向定位誤差和北向定位誤差的相關(guān)性σ EN = P12,因此平面定位誤差區(qū)域?qū)?gòu)成一個(gè)橢圓區(qū)域，其中P代表Kalman濾波過程中的狀態(tài)預(yù)測協(xié)方差矩陣，Aij代表矩陣A的第i行第j列個(gè)元素，采用正方形搜索區(qū)域代替橢圓搜索區(qū)域，矩陣的中心點(diǎn)為定位點(diǎn)(Xo， %)，正方形搜索區(qū)域邊長為2a，其中a為橢圓區(qū)域的長半軸設(shè)路徑在當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)最值分別為min_x, min_y, max_x, max_y,如下式成立，則判定該路徑為備選路徑，否則，該路徑不是備選路徑(min_x ( x0+a)&(max_ X ^ x0~a) & (min_y ^ yO+a) & (max_y ^ y0-a)；(2)選擇正確備選路徑
加權(quán)函數(shù)F取為Fi = Fc (wpfp+whfh)式中i為備選路徑的條數(shù)，連接性函數(shù)f。表征上一個(gè)歷元的載體行駛的路徑與備選路徑的連接性，投影距離差函數(shù)fp表征定位點(diǎn)到備選路徑投影點(diǎn)的距離，航向誤差函數(shù) fh表征了載體實(shí)際行駛方向與備選路徑方向的一致性，Wp和Wh為對應(yīng)投影距離差和航向誤差的加權(quán)系數(shù)，滿足Wp+wh = I,三種函數(shù)分別表示為
權(quán)利要求
1.一種基于多信息源的加權(quán)地圖匹配方法，其特征是通過擴(kuò)展Kalman濾波在觀測量域融合來自GPS的偽距觀測量、DR輸出的速度觀測量V和航向角觀測量Θ，實(shí)現(xiàn)緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)的信息融合，從而獲取定位解，利用該定位結(jié)果和地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖匹配(I)搜索備選路徑定位結(jié)果在當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系下水平面內(nèi)的不確定性表示為 cjE = Cl、σΝ — ^*22，東向定位誤差和北向定位誤差的相關(guān)性σ EN = P12,因此平面定位誤差區(qū)域?qū)?gòu)成一個(gè)橢圓區(qū)域，其中P代表Kalman濾波過程中的狀態(tài)預(yù)測協(xié)方差矩陣，AU代表矩陣A的第i行第j列個(gè)元素，采用正方形搜索區(qū)域代替橢圓搜索區(qū)域，矩陣的中心點(diǎn)為定位點(diǎn)(X(l，y。)，正方形搜索區(qū)域邊長為2a，其中a為橢圓區(qū)域的長半軸
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于多信息源的加權(quán)地圖匹配方法，其特征是利用路徑長度屬性提高地圖匹配的效率如果前一個(gè)歷元的投影點(diǎn)為所選擇路徑上的第一個(gè)投影點(diǎn)，路徑滿足±dk<Lk=\則可判定當(dāng)前歷元仍在前一歷元所選擇的路徑上，式中L為備選路徑長度，η表示第η 個(gè)歷元，即為當(dāng)前歷元時(shí)刻，k表示該條路徑上的第k個(gè)定位點(diǎn)，當(dāng)DR輸出速度V為零，令 dk = O以抑制定位算法引入的誤差。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于多信息源的加權(quán)地圖匹配方法，其特征是采用一致性檢測的技術(shù)如果定位點(diǎn)到投影點(diǎn)的距離D滿足D^3ylPu+P22+2Pu，則此時(shí)采用加權(quán)法重新進(jìn)行備選路徑的選擇。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種基于多信息源的加權(quán)地圖匹配方法，通過擴(kuò)展Kalman濾波在觀測量域融合來自GPS的偽距觀測量、DR輸出的速度觀測量v和航向角觀測量θ，實(shí)現(xiàn)緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)的信息融合，從而獲取定位解，利用該定位結(jié)果和地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖匹配首先搜索備選路徑，然后選擇正確備選路徑，最后采用垂直投影的方法進(jìn)行定位點(diǎn)到所選擇路徑上的投影，從而完成地圖匹配。本發(fā)明在路徑選擇確定的情況下，由于采用多導(dǎo)航信息源的緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)，對地圖匹配的性能影響被相對減弱，因此，提高了路徑選擇效率。
文檔編號G01C21/30GK102607575SQ201210052420
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者婁上月, 李亮, 趙琳, 郝勇, 高帥和, 黃攀 申請人:哈爾濱工程大學(xué)