电子地图匹配算法在gps和dr组合车载导航系统中的作用.doc

电子地图匹配算法在GPS和DR组合车载导航系统中的作用 第25卷第5期 2006年5川 V0I_25,No.5 Mav.2006 电子地图匹配算法在GPS和DR组合车载 导航系统中的作用 李鑫徐勇邓涛 (湖南大学电气与信息工程学院长沙410082) 摘要:在许多车载导航系统中.用GPS和I)R组合导航的方法来给车辆定位,然而由于不知道 GPS的噪声,估计的位置会有不期望的误差.为了解决这个问题,电子地图匹配的方法被介绍. 它使用电子地图来修正定位误差.文章介绍了用电子地图来修正GPS和DR组合导航系统的定 位误差. 关键词:GPS与I)R组合导航系统电子地图匹配误差区域 中图分类号:TN967.2:P228.4 Applicationofmap—matchingmethodalgorithminGPSandDR integratedcarnavigationsystem LiXinXuYongDengTao ,JI,rJ,_/nationEngineeringHut,University.(hangsha.410082) Abstract:Mostcarnavigationsystemeslimales1hecarpositionfromdeadreckoning(DR)andthe GlobalPositioningSystem(GPS).I{owever,becauseOftheGPSnoiseisunknown;theestimated positionhasanundesiratdeerror.T0solvethisproblem,themapmatchingmethodisintroduced, whichusesadigitalroadmaptocorrectthepositionerror.Inthispaper,mapmatchingmethodis proposed.whichcancorrecttheerrorof(PSandDRcarnavigationsystem. Keywords:(SandDRcarnavigation,mapmatching,errorarea. 0引言 车载导航系统的主要作川是估计车辆在行驶巾 的位置.GPS/DR足4i辆导航系统常用的组合定 位疗法.全球定位系统GPS地球上任何地点都 可以连续同时观测到四颗卫星,从保r全球,全 天候连续实时定位的需要.但在高楼林立,树荫下, GPS信号可能会受到遮,从而失去位置信息.航 位推算DR曾经被广泛的应川丁估计i辆行驶的位 置.DR系统的位置信息是基于传感器输Ⅲ信息的 融合,因此它的误差受到南传感器,地面粗糙度f11车 轮打滑等造成的误差积累的影响.将二者结合并利 用常州的Kalman滤波技术可以使两系统优势互 补.,{系统是线性的,且噪声为高斯噪声时,利用 kalman滤波技术估计的位置被证明是最优的.然 而GtS的s/A噪声不是高斯白噪声,因此用Kal— man滤波技术估计的位置不是最优的,它增加了定 位误差.为了减少定位误差,很多数据融合的方法 被川到,差分GPS也是一种减少定位误差的好方 法.地图配ci!.是一种有效的修正误定位差的方 法.:怔文介绍r地图【兀;配算法的基本方法和地图 配误燕I域的选择,利该算法修正GPS和I)R组 合导航系统的定位误. l地图匹配 地图配是一种基于软件技术的定位误差修正 作者简介: 李鑫(198O),女.硕J:研究牛.湖南大:电信息程学院.研究方向:计算JrJLN控系统. y O术m 技T n量眦 测 ∞ 于M 电 外 e F 10闻外电子测量技术第25卷 方法,其基本思想是将1辆定位信息与数字地图中 的道路网信息联系起来,并南此确定车辆存地图中 的位置.一般认为用于匹配的数字地图误莘不超过 15m.应用地图匹配技术要具备两个前提:(1)用于 p1;配的数字地图包含高精度的道路位置坐标.(2) 被定位的车辆正在道路网巾行驶.当满足这些条件 时,就可以把定位数据和车辆运行轨迹数字化地 图所提供的道路信息相比较,通过适j的I兀;配过程 来确定车辆最可能的行驶路段以及车辆存该路段中 最可能的位置.由于陆地乍辆在除了进入停牟场等 地之外大多情况都位于公路网络中,因此通常叮以 满足使J日地图配技术的条件. 1.1地图匹配的基本方法 导航电子地图的道路数据以若T节点(node) 的形式存储,在每两个节点之问,道路都以直线近 似,忽略道路的宽度.在每个节点H1设定一个判断 区域,当车辆在区域外行驶时,可以认为其运动轨迹 是一条直线;当进入判断区域时,车辆将有可能作角 运动.此时,利用定位传感器的输Ⅲ来判断汽车是 否开始转弯,若没有,则认为汽乍还没有到达路口, 进行地图匹配修正;若有角运动,则存更小的判断区