一种惯性导航比较、纠偏方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种惯性导航比较、纠偏方法及系统，包括：基于滑动窗口实时跟踪惯性导航的行走轨迹及获取用于比较的道路信息，并利用抽析法及插值法，得到惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及道路的轨迹点序列；根据轨迹点序列，归纳总结用于纠偏的特征类型及其特征值，判断跟踪惯性导航的行走轨迹与道路信息是否匹配；当惯性导航的行走轨迹与道路信息匹配时，利用旋转平移的方法，根据特征类型及其特征值，重置惯性导航位置，实现惯性导航纠偏。从而实现通过轨迹矫正算法，可以准确计算出惯性导航的可信度和精度，可为道路匹配提供准确状态，提高匹配正确率，精准纠偏，使得惯性导航稳定性及定位正确性得到大幅度提升。幅度提升。幅度提升。

【技术实现步骤摘要】
一种惯性导航比较、纠偏方法及系统


[0001]本专利技术涉及导航
，具体涉及一种惯性导航比较、纠偏方法及系统。

技术介绍

[0002]现代的导航方法和导航系统多种多样，但每一种导航方法都有各自的优点和缺点，各自擅长应用的领域也不尽相同。随着现代科学技术的不断发展，导航技术也逐渐向着综合化，智能化的方向发展。
[0003]惯性导航系统是以三轴陀螺仪和三轴加速度计为敏感元件的导航解算系统。惯性导航系统以牛顿力学为理论基础，可以对载体自主地进行方位解算，因此它完全不依赖于外界的声、光、电以及磁等传播信号，也使得它不受地域限制，以及自然环境和人为因素的影响，隐蔽性好。但是惯性导航受硬件精度或算法本身精度影响，在长时间走行后，会累计一定包含方向及位置上的误差，最终造成定位不正确现象发生。业界通用的做法是使用GNSS和道路数据进行纠偏，其中，GNSS纠偏是用良好可信的GNSS 来矫正惯性导航的位置及方向，道路数据纠偏是用可信度较高的道路数据来矫正惯性导航的位置及方向，但是GNSS在丢失或者不可靠的情况下，无法依赖GNSS进行矫正，同时道路数据本身存在一定误差，并且存在道路宽度、属性变化，无法进行精准的矫正。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的使用GNSS和道路数据进行纠偏的方法均存在不能可靠、精准的对惯性导航校正的缺陷，从而提供一种惯性导航比较、纠偏方法及系统。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种惯性导航比较、纠偏方法，包括如下步骤：基于滑动窗口实时跟踪惯性导航的行走轨迹及获取用于比较的道路信息，并利用抽析法及插值法，分别得到惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及道路的轨迹点序列；根据惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及用于比较的道路的轨迹点序列，归纳总结用于惯性导航纠偏的特征类型及其特征值，并判断实时跟踪的惯性导航的行走轨迹与获取用于比较的道路信息是否匹配；当实时跟踪的惯性导航的行走轨迹与获取用于比较的道路信息匹配时，利用旋转平移的方法，根据特征类型及其特征值，重置惯性导航位置，实现惯性导航纠偏。
[0007]在一实施例中，基于滑动窗口实时跟踪惯性导航的行走轨迹及获取用于比较的道路信息，并利用抽析法及插值法，分别得到惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及道路的轨迹点序列的过程，包括：通过滑动窗口实时跟踪惯性导航的行走轨迹，并对该行走轨迹进行抽析，得到惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量；根据惯性导航的滑动窗口，将获取的用于比较的道路信息转换成形状点信息，根据形状点信息，利用插值法，得到道路的轨迹点序列。
[0008]在一实施例中，根据惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及用于比较的道路的轨迹点序列，归纳总结用于惯性导航纠偏的特征类型及其特征值，并判断实时跟踪的惯性导航的行走轨迹与获取用于比较的道路信息是否匹配的过程，包括：根据惯性导航的轨迹点序列、用于比较的道路的轨迹点序列，分别计算惯性导航的基本轨迹特征序列、用于比较的道路的基本轨迹特征序列；基于预设基本轨迹特征序列、惯性导航的基本轨迹特征序列、用于比较的道路的基本轨迹特征序列，忽略惯性导航及用于比较的道路的模糊特征和绝对位置，识别惯性导航及用于比较的道路的明显特征，归纳总结用于惯性导航纠偏的特征类型及其特征值；根据惯性导航特征类型及其特征值、用于比较的道路的特征类型及其特征值，判断实时跟踪的惯性导航的行走轨迹与获取用于比较的道路信息是否匹配。
[0009]在一实施例中，特征类型包括：直行、转弯、调头、转圈、左转、右转。
[0010]在一实施例中，根据惯性导航的轨迹点序列、用于比较的道路的轨迹点序列，分别计算惯性导航的基本轨迹特征序列、用于比较的道路的基本轨迹特征序列的过程，包括：根据惯性导航的轨迹点序列，以直行作为分隔单位，按照时序提取惯性导航的轨迹特征，并根据时间戳将惯性导航的轨迹特征存入第一特征队列，得到惯性导航的基本轨迹特征序列；根据比较的道路的轨迹点序列，以直行作为分隔单位，按照时序提取用于比较的道路的轨迹特征，并根据时间戳将用于比较的道路的轨迹特征存入第二特征队列，得到用于比较的道路的基本轨迹特征序列。
[0011]在一实施例中，当特征类型为转弯、调头、左转、右转时，利用旋转平移的方法，根据特征类型及其特征值，重置惯性导航位置，实现惯性导航纠偏的过程，包括：根据惯性导航的行走轨迹的入边信息、出边信息及转弯角度，以及用于比较的道路信息，计算角度偏差；依据角度偏差，将惯性导航的行车轨迹的出边的直行特征位置旋转到入边侧，从旋转到入边侧后的直行特征位置向用于比较的道路的入边侧作垂直投影，得到第一投影点的坐标；根据旋转到入边侧后的直行特征位置的坐标、第一投影点的坐标，计算得到入边平移量，并根据入边平移量计算第一次平移后的惯性导航的行走轨迹的出边直行特征位置坐标；从第一次平移后的惯性导航的行走轨迹的出边直行特征位置向用于比较的道路的出边作垂直投影，得到第二投影点的坐标，从第一次平移后的惯性导航的行走轨迹的出边直行特征位置向用于比较的道路的出边作平行线，该平行线与用于比较的道路的入边平行，且该平行线与用于比较的道路的出边相交于一点；根据第一次平移后的出边直行特征位置坐标、第二投影点的坐标、平行线与用于比较的道路的出边的交点的坐标，计算出边平移量；根据出边平移量，重置惯性导航位置，将第一次平移后的惯性导航的行走轨迹的出边平移至用于比较的道路的出边的位置处，进行第二次平移，实现惯性导航纠偏。
[0012]在一具体实施例中，当特征类型为转圈时，利用旋转平移的方法，根据特征类型及其特征值，重置惯性导航位置，实现惯性导航纠偏的过程，包括：根据特征值，分别求取惯性导航的行走轨迹的圆形坐标及半径、以及用于比较的道路的圆形坐标及半径，特征值为每隔预设角度的轨迹点的坐标；根据惯性导航的行走轨迹的圆形坐标、用于比较的道路的圆形坐标，重置惯性导航位置，实现惯性导航纠偏。
[0013]第二方面，本专利技术实施例提供一种惯性导航比较、纠偏系统，包括：预处理模块，用于基于滑动窗口实时跟踪惯性导航的行走轨迹及获取用于比较的道路信息，并利用抽析法
及插值法，分别得到惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及道路的轨迹点序列；比较模块，用于根据惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及用于比较的道路的轨迹点序列，归纳总结用于惯性导航纠偏的特征类型及其特征值，并判断实时跟踪的惯性导航的行走轨迹与获取用于比较的道路信息是否匹配；纠偏模块，用于当实时跟踪的惯性导航的行走轨迹与获取用于比较的道路信息匹配时，利用旋转平移的方法，根据特征类型及其特征值，重置惯性导航位置，实现惯性导航纠偏。
[0014]第三方面，本专利技术实施例提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种惯性导航比较、纠偏方法，其特征在于，包括如下步骤：基于滑动窗口实时跟踪惯性导航的行走轨迹及获取用于比较的道路信息，并利用抽析法及插值法，分别得到惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及道路的轨迹点序列；根据惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及用于比较的道路的轨迹点序列，归纳总结用于惯性导航纠偏的特征类型及其特征值，并判断实时跟踪的惯性导航的行走轨迹与获取用于比较的道路信息是否匹配；当实时跟踪的惯性导航的行走轨迹与获取用于比较的道路信息匹配时，利用旋转平移的方法，根据特征类型及其特征值，重置惯性导航位置，实现惯性导航纠偏。2.根据权利要求1所述的惯性导航比较、纠偏方法，其特征在于，所述基于滑动窗口实时跟踪惯性导航的行走轨迹及获取用于比较的道路信息，并利用抽析法及插值法，分别得到惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及道路的轨迹点序列的过程，包括：通过滑动窗口实时跟踪惯性导航的行走轨迹，并对该行走轨迹进行抽析，得到惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量；根据惯性导航的滑动窗口，将获取的用于比较的道路信息转换成形状点信息，根据形状点信息，利用插值法，得到道路的轨迹点序列。3.根据权利要求1所述的惯性导航比较、纠偏方法，其特征在于，所述根据惯性导航的轨迹点序列及每个轨迹点对应的角速度矢量、以及用于比较的道路的轨迹点序列，归纳总结用于惯性导航纠偏的特征类型及其特征值，并判断实时跟踪的惯性导航的行走轨迹与获取用于比较的道路信息是否匹配的过程，包括：根据惯性导航的轨迹点序列、用于比较的道路的轨迹点序列，分别计算惯性导航的基本轨迹特征序列、用于比较的道路的基本轨迹特征序列；基于预设基本轨迹特征序列、惯性导航的基本轨迹特征序列、用于比较的道路的基本轨迹特征序列，忽略惯性导航及用于比较的道路的模糊特征和绝对位置，识别惯性导航及用于比较的道路的明显特征，归纳总结用于惯性导航纠偏的特征类型及其特征值；根据惯性导航特征类型及其特征值、用于比较的道路的特征类型及其特征值，判断实时跟踪的惯性导航的行走轨迹与获取用于比较的道路信息是否匹配。4.根据权利要求3所述的惯性导航比较、纠偏方法，其特征在于，所述特征类型包括：直行、转弯、调头、转圈、左转、右转。5.根据权利要求3所述的惯性导航比较、纠偏方法，其特征在于，所述根据惯性导航的轨迹点序列、用于比较的道路的轨迹点序列，分别计算惯性导航的基本轨迹特征序列、用于比较的道路的基本轨迹特征序列的过程，包括：根据惯性导航的轨迹点序列，以直行作为分隔单位，按照时序提取惯性导航的轨迹特征，并根据时间戳将惯性导航的轨迹特征存入第一特征队列，得到惯性导航的基本轨迹特征序列；根据比较的道路的轨迹点序列，以直行作为分隔单位，按照时序提取用于比较的道路的轨迹特征，并根据时间戳将用于比较的道路的轨迹特征存入第二特征队列，得到用于比较的道路的基本轨迹特征序列。
6.根据权利要求4所述的惯性导航比较、纠偏方法，其特征在于，当特征类型为转弯、调头、左...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，
申请(专利权)人：南京四维智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：