【技术实现步骤摘要】
一种基于弯道的车辆惯性导航轨迹地图匹配方法
本专利技术属于电子地图匹配领域，具体是一种基于弯道的车辆惯性导航轨迹地图匹配方法。
技术介绍
军用车辆作为特殊用途的车辆，例如远程火箭发射车，导弹发射车等，必须具有在不依赖GPS定位信息的情况下实现长时间自主高精度定位的能力。这些车辆通常配备有高精度的惯性导航系统INS(InertialNavigationSystem)和里程计，可通过航位推算方法实现自主导航；尽管使用了高精度INS，但是随着时间的累积，位置误差仍会越来越严重，因此需要通过外界位置信息来对累积误差进行修正，从而保证车辆位置的准确性。电子数字路网地图数据作为一种可以利用的外界位置信息源，能够提供绝对的位置信息，而电子数字路网地图数据库可以预先构建，并在需要时将其加载到车辆的设备中。
技术实现思路
针对军用车辆为了实现自主定位采用航位推算方法从而产生累积位置误差的问题，本专利技术提供了一种基于弯道的车辆惯性导航轨迹地图匹配方法，通过利用路网地图数据对车辆行驶轨迹中明显的弯道特征进行匹配，从而...
【技术保护点】
1.一种基于弯道的车辆惯性导航轨迹地图匹配方法，其特征在于，具体步骤如下：/n首先，针对某军用车辆的当前位置，从路网地图中确定该车辆所位于的道路编号；/n然后，利用双窗口法从车辆的实际行驶道路上，提取弯道路段和道路的特征向量；/n接着，将路网地图中的对应编号路段也进行特征向量的提取，并与车辆实际弯道路段的特征向量，按最小均方根误差进行最佳匹配，将匹配结果用于修正车辆的实际位置，修正后的车辆位置再次投影到车辆所行驶的道路上，从而提高车辆定位精度。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于弯道的车辆惯性导航轨迹地图匹配方法，其特征在于，具体步骤如下：
首先，针对某军用车辆的当前位置，从路网地图中确定该车辆所位于的道路编号；
然后，利用双窗口法从车辆的实际行驶道路上，提取弯道路段和道路的特征向量；
接着，将路网地图中的对应编号路段也进行特征向量的提取，并与车辆实际弯道路段的特征向量，按最小均方根误差进行最佳匹配，将匹配结果用于修正车辆的实际位置，修正后的车辆位置再次投影到车辆所行驶的道路上，从而提高车辆定位精度。
2.如权利要求1所述的一种基于弯道的车辆惯性导航轨迹地图匹配方法，其特征在于，所述的利用双窗口法提取车辆的实际弯道路段，具体过程如下：
首先，对车辆的实际行驶轨迹进行等距离插值，双窗口中的长窗口内插值点集合为：P＝{p1,p2,...,pi,...pI}，短窗口的插值点集合为Q＝{q1,q2,...,qj,...,qJ}；
然后，利用长窗口内插值点线性拟合直线l，同时利用短窗口内插值点线性拟合直线k；
接着，计算长窗口内各点到所拟合直线l的距离之和D，并判断车辆是否处于直行状态，如果是，利用两拟合直线之间的夹角检测车辆进入弯道路段的起始点和终止点；否则，车辆处于转弯状态时，不做处理；
距离之和D的计算公式为：
d(pi,l)为点pi到拟合直线l的距离；Td为车辆状态切换阈值；
两拟合直线l和k之间的夹角计算公式如下：
式中k1为直线l的斜率；k2为直线k的斜率；
当θ角大于设定阈值θ'时，为检测到的弯道路段起始点，即车辆进入弯道路段；当θ角小于等于阈值θ'时，为转弯结束时的弯道路段终止点。
3.如权利要求2所述的一种基于弯道的车辆惯性导航轨迹地图匹配方法，其特征在于，所述的拟合直线准则为窗口内的点到所拟合直线的距离之和最小，具体为：
d(qj,k)为点qj到短窗口的点拟合直线k的距离。
4.如权利要求1所述的一种基于弯道的车辆惯性导航轨迹地图匹配方法，其特征在于，所述的提取道路特征向量的具体过程如下：
首先，对提取的弯道路段进行等距离插值，第n个插值点与第n+1个插值点构成的路段向量为Vn，以长窗口拟合直线l的方向为基准方向，基准方向向量Vb；
计算各相邻插值点间的路段向量与基准方向向量的夹角，组成弯道路段的特征角向量F0；
F0＝[α1,α2,...αn,...,αN]T
N为车辆轨迹特征角向量F0的维度；夹角αn为：
然后，将特征角向量变换为对应的正弦值，得到变换后的特征向量如下：
F＝[sin(α1),sin(α2),...,sin(αN)]T
最后，对变换后的特征向量...
【专利技术属性】
技术研发人员：张海，黄红亮，夏吉喆，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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