一种车辆定位方法及系统与流程

1.本发明属于定位领域，尤其涉及一种车辆定位方法及系统。


背景技术：

2.在立交桥、高架桥等匝道区域往往路况较为复杂，该区域内的gnss信号遮挡严重定位困难，导致多层高架难以准确定位。
3.目前常采用气压计、高度变化、倾斜角变化、地图匹配等方法进行高架桥区域车辆定位，但进入高架桥区域前匹配是否成功决定了定位的准确性，当高架桥匝道区域前匹配失败，这些方式会无法进行重定位或重定位准确度低。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种车辆定位方法及系统，用于解决现有高架桥区域车辆定位方法存在重定位精度低的问题。
5.在本发明实施例的第一方面，提供了一种车辆定位方法，包括：
6.基于车辆实时定位判断车辆是否进行高架桥区域，所述高架桥区域为导航地图上预先划定的区域；
7.根据imu测算的车辆俯仰角、航向信息与地图匝道处的坡度、航向角的匹配关系，判定车辆上下桥位置，并根据车辆gnss是否达到固定解及gnss 信号强度，判断车辆所处桥层。
8.在本发明实施例的第二方面，提供了一种车辆定位系统，至少包括导航地图、imu测算模块、gnss定位模块和高架定位模块；
9.其中，所述导航地图中至少包括高架桥区域、上下桥匝道处的坡度和航向角、各桥层的gnss信号强度；
10.所述imu测算模块用于测算的车辆俯仰角和航向信息；
11.所述gnss定位模块用于采集车辆gnss定位和gnss信号强度；
12.所述高架定位模块用于当车辆进行高架桥区域，根据imu测算的车辆俯仰角、航向信息与地图匝道处的坡度、航向角的匹配关系，判定车辆上下桥位置，并根据车辆gnss是否达到固定解及gnss信号强度，判断车辆所处桥层。
13.在本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明实施例第一方面所述方法的步骤。
14.在本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的所述方法的步骤。
15.本发明实施例中，通过在地图元素中增加gnss信号强度、匝道坡度等属性值辅助车辆定位，基于车辆姿态角、gnss信号强度与地图信息匹配，判断车辆位置，可以避免在立
交桥、高架桥等弱gnss条件下无法精准定位的问题，能够有效提升定位准确率，并能解决传统定位方法进入高架桥区域前匹配失败会导致无法重定位或重定位精度低的问题。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他附图。
17.图1为本发明一个实施例提供的一种车辆定位方法的流程示意图；
18.图2为本发明一个实施例提供的一种车辆定位方法的另一流程示意图；
19.图3为本发明一个实施例提供的一种车辆定位系统的结构示意图；
20.图4为本发明的一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
21.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
22.应当理解，本发明的说明书或权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他相近意思表述，意指覆盖不排他的包含，如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、设备没有限定于已列出的步骤或单元。此外，“第一”“第二”用于区分不同对象，并非用于描述特定顺序。
23.请参阅图1，本发明实施例提供的一种车辆定位方法的流程示意图，包括：
24.s101、基于车辆实时定位判断车辆是否进行高架桥区域，所述高架桥区域为导航地图上预先划定的区域；
25.通过gnss(global navigation satellite system)定位获取车辆位置，根据前一时刻精准定位判断是否进入高架桥区域内。所述高架桥区域为定位信号容易发生遮挡的区域，该区域已在导航地图中划定，具体可以指以匝道连接处为中心，外扩500米的区域。车辆进入高架桥区域时，可以置标志位为true，离开时置为false。
26.其中，在所述高架桥区域中车道类型增加上桥连接匝道和下桥连接匝道，所述导航地图道路属性中增加gnss信号强度信息(包括搜星数、信噪比等)。
27.所述导航地图上预先标注有高架桥区域、车道类型、道路属性等信息，所述道路属性中包含有匝道处坡度值、航向角和gnss信号强度等。
28.s102、根据imu测算的车辆俯仰角、航向信息与地图匝道处的坡度、航向角的匹配关系，判定车辆上下桥位置，并根据车辆gnss是否达到固定解及gnss信号强度，判断车辆所处桥层。
29.imu(inertial measurement unit，即惯性测量单元)一般是用于测量车辆三轴姿态角和加速度的装置，本实施例中，所述的imu为基于9轴的imu (陀螺仪+加速度计+磁力
计)，可用于推算车辆运动中的俯仰角及航向角。其中，磁力计可以有效减少航向干扰。
30.可选的，当车辆俯仰角与地图匝道处的坡度值匹配度未达到预定阈值，则判定车辆位于高架桥上。若车辆的俯仰角与匝道坡度不匹配时，即匹配度没有达到阈值，可以判定车辆位于高架桥上。
31.可选的，当车辆俯仰角与地图匝道处的坡度值匹配度，以及车辆航向角与匝道处的航向角均满足预定阈值，则判定车辆位于上下桥匝道处。
32.进一步的，若车辆俯仰角与地图匝道处的坡度值匹配度未达到预定阈值且gnss为非固定解，则将车辆gnss信号强度与各桥层的gnss信号强度匹配，将匹配成功的桥层判定为车辆所处桥层。
33.优选的，对以上场景进行实验测试，在定位进入高架桥区域后断开匹配结果，分别在地面行驶、进入匝道上桥行驶、高架桥各桥层行驶，进行重定位测试。
34.其中，根据测量出的速度信息判断车辆是否处于行驶中，在车辆运动过程中，当自车俯仰角和航向角发生明显变化时开始统计，超出阈值匹配范围时停止运算。记录多帧imu推算出的俯仰角和航向角，通过滑动窗口滤波算法根据预测和众数提取有效值，与所处地图区域上下桥匝道处的属性值比较，根据车辆行驶距离依次提取匝道相应位置处的属性值，统计差值的绝对值，得到匹配度。
35.本实施例中，通过在高架桥区域中增加地图元素提供先验知识，基于9 轴imu推算车辆运动中的俯仰角及航向角，并利用俯仰角和航向角与地图匝道处的坡度值及航向值匹配，配合gnss信号强弱，判断车辆处于桥上、桥下或匝道，从而不仅可以实现车辆准确定位，而且能够解决高架桥区域无法重定位的问题，有效提升定位精度。
36.在一个实施例中，如图2所示，当车辆进入高架桥区域后，基于车载imu 测算车辆俯仰角和航向角，计算车辆的俯仰角、航向角与导航地图中匝道处的坡度、航向角的匹配度，当匹配均满足特定阈值，则判定车辆位于上下桥匝道处，当匹配度不满足要求，则判断gnss信号是否为固定解，若是，则判定车辆位于桥上，否则，将gnss信号与地面及各桥层gnss信号强度匹配，判断车辆位于地面或对应的桥层。
37.应理解，上述实施例中各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
38.图3为本发明实施例提供的一种车辆定位系统的结构示意图，该系统30 至少包括导航地图310、imu测算模块320、gnss定位模块330和高架定位模块340；
39.其中，所述导航地图310中至少包括高架桥区域、上下桥匝道处的坡度和航向角、各桥层的gnss信号强度；
40.具体的，在所述高架桥区域中车道类型增加上桥连接匝道和下桥连接匝道，所述导航地图道路属性中增加gnss信号强度信息。
41.所述imu测算模块320用于测算的车辆俯仰角和航向信息；
42.所述gnss定位模块330用于采集车辆gnss定位和gnss信号强度；
43.所述高架定位模块340用于当车辆进行高架桥区域，根据imu测算的车辆俯仰角、航向信息与地图匝道处的坡度、航向角的匹配关系，判定车辆上下桥位置，并根据车辆gnss是否达到固定解及gnss信号强度，判断车辆所处桥层。
44.具体的，当车辆俯仰角与地图匝道处的坡度值匹配度未达到预定阈值，则判定车
辆位于高架桥上。
45.其中，当车辆俯仰角与地图匝道处的坡度值匹配度，以及车辆航向角与匝道处的航向角均满足预定阈值，则判定车辆位于上下桥匝道处。
46.其中，若车辆俯仰角与地图匝道处的坡度值匹配度未达到预定阈值且 gnss为非固定解，则将车辆gnss信号强度与各桥层的gnss信号强度匹配，将匹配成功的桥层判定为车辆所处桥层。
47.所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程可以参考前述方法实施例中对应的过程，在此不再赘述。
48.图4是本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。所述电子设备用于高架桥区域的车辆定位。如图4所示，该实施例的电子设备4包括：存储器410、处理器420以及系统总线430，所述存储器410包括存储其上的可运行的程序4101，本领域技术人员可以理解，图4中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
49.下面结合图4对电子设备的各个构成部件进行具体的介绍：
50.存储器410可用于存储软件程序以及模块，处理器420通过运行存储在存储器410的软件程序以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理。存储器410可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据(比如缓存数据)等。此外，存储器410可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
51.在存储器410上包含网络请求方法的可运行程序4101，所述可运行程序 4101可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或多个模块/单元被存储在所述存储器410中，并由处理器420执行，以实现车辆定位等，所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序4101在所述电子设备4中的执行过程。例如，所述计算机程序4101可以被分割为imu测算模块、gnss定位模块和高架定位模块等。
52.处理器420是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器410内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器410内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体状态监控。可选的，处理器420可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器420可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器420 中。
53.系统总线430是用来连接计算机内部各功能部件，可以传送数据信息、地址信息、控制信息，其种类可以是例如pci总线、isa总线、can总线等。处理器420的指令通过总线传递至存储器410，存储器410反馈数据给处理器420，系统总线430负责处理器420与存储器410之间的数据、指令交互。当然系统总线430还可以接入其他设备，例如网络接口、显示设备等。
54.在本发明实施例中，该电子设备所包括的处理420执行的可运行程序包括：
55.基于车辆实时定位判断车辆是否进行高架桥区域，所述高架桥区域为导航地图上预先划定的区域；
56.根据imu测算的车辆俯仰角、航向信息与地图匝道处的坡度、航向角的匹配关系，判定车辆上下桥位置，并根据车辆gnss是否达到固定解及gnss 信号强度，判断车辆所处桥层。
57.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
58.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
59.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。