指示牌定位方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种指示牌定位方法及系统，该方法包括：获取第k时刻测试车的全球定位系统位置数据，得到第k时刻测试车的位置观测值；根据第k-1时刻到第k时刻测试车的惯性导航运动轨迹和第k时刻测试车的位置观测值计算得出第k时刻测试车的最优位置估计值；将第k时刻测试车的最优位置估计值作为第k时刻的指示牌的参考位置数据；根据第k时刻的指示牌的参考位置数据和第k时刻扫描到的指示牌的标签数据计算得出第k时刻的指示牌的位置数据。本发明专利技术提供的指示牌定位方法及系统减少了对指示牌定位的时间，提高了对指示牌定位的效率和精度。

【技术实现步骤摘要】
指示牌定位方法及系统
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种指示牌定位方法及系统。
技术介绍
指示牌，比如里程表指示牌、方向指示牌，为人们提供重要的指示距离和/或方向等作用。然而，指示牌一般裸露在室外，尤其是高速公路指示牌，经常会由于各种自然或人为原因，遭到挪动或破坏。比如，遇到飓风天气或雨雪天气，会造成大量指示牌的挪动或损坏。因此，需要经常对指示牌进行排查和定位。目前，对指示牌进行排查和定位主要由大量养路工一段段路去查指示牌情况，从而判断指示牌是否被挪动或损坏，以及确定指示牌的位置信息。然而，靠大量养路工一段段路去对指示牌进行排查和定位，费时较长，效率不高。
技术实现思路
本专利技术提供一种指示牌定位方法及系统，减少了对指示牌定位的时间，提高了对指示牌定位的效率和精度。本专利技术第一方面提供的指示牌定位方法，包括：获取第k时刻测试车的全球定位系统位置数据，得到第k时刻测试车的位置观测值；根据第k-1时刻到第k时刻测试车的惯性导航运动轨迹和第k时刻测试车的位置观测值计算得出第k时刻测试车的最优位置估计值；将第k时刻测试车的最优位置估计值作为第k时刻的指示牌的参考位置数据；根据第k时刻的指示牌的参考位置数据和第k时刻扫描到的指示牌的标签数据计算得出第k时刻的指示牌的位置数据。本专利技术第二专利技术提供的指示牌定位系统，包括：全球定位系统接收模块，用于获取第k时刻测试车的全球定位系统位置数据，得到第k时刻测试车的位置观测值；卡尔曼滤波模块，用于根据第k-1时刻到第k时刻测试车的惯性导航运动轨迹和第k时刻测试车的位置观测值计算得出第k时刻测试车的最优位置估计值；处理器模块，用于将第k时刻测试车的最优位置估计值作为第k时刻的指示牌的参考位置数据；以及根据第k时刻的指示牌的参考位置数据和第k时刻扫描到的指示牌的标签数据计算得出第k时刻的指示牌的位置数据。本专利技术提供的指示牌定位方法及系统，通过获取测试车的全球定位系统位置数据，根据测试车的惯性导航运动轨迹和测试车的位置观测值计算得出测试车的最优位置估计值，将测试车的最优位置估计值作为指示牌的参考位置数据，根据指示牌的参考位置数据和扫描到的指示牌的标签数据计算得出指示牌的位置数据，实现测试车自动对指示牌的定位，不需要养路工一段段路去对指示牌进行排查和定位，减少了对指示牌定位的时间，提高了对指示牌定位的效率和精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术指示牌定位方法的应用场景图；图2为本专利技术实施例一提供的指示牌定位方法流程图；图3为确定测试车扫描到的指示牌的位置数据示意图；图4为本专利技术实施例二提供的指示牌定位方法流程图；图5为本专利技术实施例提供的获取从第k-1时刻到第k时刻测试车的惯性导航运动轨迹方法流程图；图6为本专利技术实施例三提供的指示牌定位方法流程图；图7为本专利技术实施例一提供的指示牌定位装置定位系统结构示意图；图8为本专利技术实施例二提供的指示牌定位系统结构示意图；图9为本专利技术实施例三提供的指示牌定位系统结构示意图；图10为本专利技术实施例四提供的指示牌定位系统结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术指示牌定位方法的应用场景图。如图1所示，在公路行驶的测试车1上装一个远程的射频标识(RadioFrequencyIDentification，简称RFID)读写器11，在公路路边的指示牌2中装一个无源RFID标签。当公路行驶的测试车1从路边开过，测试车1上的RFID读写器11读取指示牌2中的无源RFID标签，实现测试车1对指示牌2的扫描。测试车1上装有全球定位系统(GlobalPositioningSystem，简称GPS)接收器、加速度传感器、陀螺仪传感器、里程表传感器(DistanceMeasurementInstrument，简称DMI)和计算机。其中，GPS接收器用来接收全球定位系统卫星信号并确定出测试车1的地面空间位置，加速度传感器用来测量测试车1在行驶过程中的加速度，陀螺仪传感器用来测量测试车1在行驶过程中的方位，DMI用来测量测试车1在行驶过程中的里程，计算机用来处理GPS接收器、加速度传感器、陀螺仪传感器和DMI接收或测量得到的数据。图2为本专利技术实施例一提供的指示牌定位方法流程图。如图2所示，本专利技术实施例提供的指示牌定位方法，包括：S201：获取第k时刻测试车的全球定位系统位置数据，得到第k时刻测试车的位置观测值。具体的，测试车在行驶过程中，当第k时刻测试车扫描到指示牌时，即第k时刻测试车上的RFID读写器读取到指示牌的无源RFID标签时，GPS接收器获取第k时刻测试车的GPS位置数据。需要说明的是，由于GPS接收器每隔1秒钟(s)刷新一次，也即，GPS接收器每隔1s才获取一次GPS位置数据。因此，GPS接收器获取第k时刻测试车的GPS位置数据存在两种情况：一种是GPS接收器在第k时刻可以直接获取到GPS位置数据，也即，GPS接收器在第k时刻刚好刷新一次，在第k时刻刚好获取GPS位置数据；一种是GPS接收器在第k时刻不可以直接获取到GPS位置数据，也即GPS接收器在第k时刻没有刷新，在k时刻不获取GPS位置数据。可选的，获取第k时刻测试车的GPS位置数据，包括：若第k时刻直接获取到GPS位置数据，则将第k时刻获取到的GPS位置数据直接作为第k时刻测试车的GPS位置数据。若第k时刻无法直接获取到GPS位置数据，则确定直接获取到GPS位置数据的距离第k时刻最近的第k-a时刻和第k+b时刻。其中，a，b分别为正整数，且a<b。具体的，若第k时刻无法直接获取到刻GPS位置数据，则通过计算机中的处理器模块确定可以直接获取GPS位置数据的距离第k时刻最近的k-a时刻和第k+b时刻。获取从第k-a时刻到第k时刻测试车的里程位置数据。其中，通过里程表传感器获取从k-a时刻到第k时刻测试车的里程位置数据。具体的，里程表传感器装在测试车的半轴上，通过测量测试车在行驶过程中轮胎转动的圈数，以及测试车轮胎的半径，即可计算得出测试车的里程位置数据。需要说明的是，测试车的半轴是测试车差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴。里程表传感器具体采用的原理与现有技术中里程表传感器采用的原理相同，本实施例不再赘述。获取第k-a时刻和第k+b时刻测试车的GPS位置数据。根据第k-a时刻和第k+b时刻测试车的GPS位置数据以及从第k-a时刻到第k时刻测试车的里程位置数据计算得到第k时刻测试车的GPS位置数据。其中，GPS接收器是每隔1s刷新一次，里程表传感器是每隔0.25秒刷新一次，因此，在GPS接收器刷新一次的时候，里程表传感器已经刷新了4次。因此，采用GPS接收器和里程表传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指示牌定位方法，其特征在于，包括：获取第k时刻测试车的全球定位系统GPS位置数据，得到第k时刻所述测试车的位置观测值；根据第k‑1时刻到第k时刻所述测试车的惯性导航运动轨迹和第k时刻所述测试车的位置观测值计算得出第k时刻所述测试车的最优位置估计值；将第k时刻所述测试车的最优位置估计值作为第k时刻的指示牌的参考位置数据；根据第k时刻的指示牌的参考位置数据和第k时刻扫描到的指示牌的标签数据计算得出第k时刻的指示牌的位置数据。

【技术特征摘要】
1.一种指示牌定位方法，其特征在于，包括：获取第k时刻测试车的全球定位系统GPS位置数据，得到第k时刻所述测试车的位置观测值；根据第k-1时刻到第k时刻所述测试车的惯性导航运动轨迹和第k时刻所述测试车的位置观测值计算得出第k时刻所述测试车的最优位置估计值；将第k时刻所述测试车的最优位置估计值作为第k时刻的指示牌的参考位置数据；根据第k时刻的指示牌的参考位置数据和第k时刻扫描到的指示牌的标签数据计算得出第k时刻的指示牌的位置数据；其中，所述根据第k时刻的指示牌的参考位置数据和第k时刻扫描到的指示牌的标签数据计算得出第k时刻的指示牌的位置数据，包括：根据第k时刻的指示牌的参考位置数据计算得出第k时刻的指示牌的参考位置的法线y：根据第k时刻扫描到的指示牌的标签数据计算得出第k时刻的指示牌的位置方程：(x-x0)2+(y-y0)2＝R12(2)根据公式(1)和公式(2)计算得出第k时刻的指示牌的位置数据；上述公式中，x0为第k时刻的指示牌的参考位置的横坐标，y0为第k时刻的指示牌的参考位置的纵坐标，f′(x0)为所述测试车的实际运行轨迹在x0处的斜率，R1为第k时刻扫描到的指示牌与所述测试车之间的距离。2.根据权利要求1所述的指示牌定位方法，其特征在于，所述根据第k-1时刻到第k时刻所述测试车的惯性导航运动轨迹和第k时刻所述测试车的位置观测值计算得出第k时刻所述测试车的最优位置估计值，包括：采用公式计算得出第k时刻所述测试车的位置预测值采用公式计算得出第k时刻所述测试车的观测误差采用公式计算得出第k时刻所述测试车的最优位置估计值上述公式中，Δt为第k时刻与第k-1时刻的时间差，为根据第k-1时刻到第k时刻所述测试车的惯性导航运动轨迹得到的第k-1时刻所述测试车的位置预测值，uk为第k时刻的加速度，zk为第k时刻所述测试车的位置观测值，Hk＝[10]，Kk为卡尔曼滤波增益。3.根据权利要求1所述的指示牌定位方法，其特征在于，所述方法还包括：获取从第k-1时刻到第k时刻所述测试车的惯性导航运动轨迹；所述获取从第k-1时刻到第k时刻所述测试车的惯性导航运动轨迹，包括：获取从第k-1时刻到第k时刻所述测试车的加速度；将所述加速度通过双重积分计算得到从第k-1时刻到第k时刻所述测试车的路径；获取从第k-1时刻到第k时刻所述测试车的方位；根据从第k-1时刻到第k时刻所述测试车的路径和方位计算得到从第k-1时刻到第k时刻所述测试车的惯性导航运动轨迹。4.根据权利要求1-3任一项所述的指示牌定位方法，其特征在于，所述获取第k时刻测试车的全球定位系统GPS位置数据，包括：若第k时刻直接获取到GPS位置数据，则将第k时刻获取到的GPS位置数据直接作为第k时刻所述测试车的全球定位系统GPS位置数据；若第k时刻无法直接获取到GPS位置数据，则确定直接获取到GPS位置数据的距离第k时刻最近的第k-a时刻和第k+b时刻；其中，a，b分别为正整数，且a<b；获取从第k-a时刻到第k时刻所述测试车的里程位置数据；获取第k-a时刻和第k+b时刻所述测试车的GPS位置数据；根据第k-a时刻和第k+b时刻所述测试车的GPS位置数据以及从第k-a时刻到第k时刻所述测试车的里程位置数据计算得到第k时刻所述测试车的全球定位系统GPS位置数据。5.根据权利要求1-3任一项所述的指示牌定位方法，其特征在于，所述方法还包括：预先将所述GPS位置数据存储在指示牌的标签中；获取第k时刻所述测试车扫描到的所述指示牌标签中的GPS位置数据，得到第k时刻所述测试车的位置观测值。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡毓，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45