[发明专利]无人驾驶汽车的GPS导航地图精确匹配系统及其操作方法

说明书

技术领域

本发明属于智能交通行业，尤其涉及GPS导航地图精确匹配方法和系统。 

背景技术

随着社会和经济的快速发展，无人驾驶车辆越来越受到人们的关注。原因   在于以下：无人驾驶车辆能够代替普通车辆减少因人为原因带来的交通事故的发生，并且可以代替普通车辆完成特殊的作业。对于无人驾驶智能车的行驶，导航就相当于汽车的神经中枢,而导航又是依靠GPS实时测得的经纬度的点与精确电子地图进行匹配，来纠正无人驾驶汽车的行驶错误。 

智能车辆导航系统( IVLNS) 是处于蓬勃发展时期的新技术, 是智能交通系统( ITS) 的一个前沿分支。IVLNS 是应用自动车辆定位技术、地理信息系统与数据库技术、计算机技术、多媒体技术和现代通信技术的高科技综合系统。定位信号的地图匹配技术已经成为决定IVLNS 最终性能的关键技术之一。 

地图匹配是将获取的GPS 等定位数据与GIS（Geographic Information System，地理信息系统）中的道路层数据进行匹配,减少各种误差产生的影响,使目标点精确定位在道路层上的一种方法。地图匹配模块将定位模块输出的估计位置信息与地图数据库提供的道路位置信息进行比较, 并采用适当的方法确定车辆当前的行驶路段以及在路段中的位置,校正定位误差,使车辆不至于因为定位误差而在显示时偏离道路, 提供了车辆在电子地图上显示的手段; 而且通过投影使车辆定位数据仅残留定位误差在车辆前进路线上的径向分量, 从而极大地改善系统的整体定位精度, 并为实现路径引导提供可靠依据。 

公告号为CN103162684A的公告公开了一种具有地图匹配机制的导航系统及其操作方法，所述导航系统的操作方法，包含：接收当前位置以定位一装置；基于该当前位置自道路拓扑地图向拓扑树添加新边；基于该当前位置自该拓扑树移除旧边；基于该当前位置及该拓扑树确定该拓扑树的匹配边；以及基于该匹配边计算调整位置，以显示在该装置上。在道路不密集，路况不复杂的地区，普通的地图匹配系统确实能做到精确定位，并提供可靠的行驶路线。但是遇到道路比较密集或者路况比较复杂的情况，普通的地图匹配系统很可能会因为精确度不够高而引导车辆驶入错误的道路。很多现有技术都只能将误差控制在两位数，所以遇到密集的道路或者路况比较复杂的情况时，很可能因为精确度不够而发出错误的导航命令。 

发明内容

本发明的目的在于当本发明实际运用于无人驾驶汽车当中时，能够利用精确KML文本地图与GPS实时测得的经纬度进行匹配，提高导航的定位精确度，以使地图匹配算法更好的服务于导航系统，导航系统更精确的服务于无人驾驶智能车。 

本发明利用GPS导航测绘得到路段经纬度信息以及航向角，然后制作成KML（Keyhole Markup Language即Keyhole标记语言）文本地图。依靠KML文本地图，通过GPS实时测得的经纬度的点与地图中路段进行匹配，找到相关联的路段，找到路段中经纬度点与定位的点之间距离最短的点，确定定位的位置，提高导航的精确度，减少无人驾驶汽车的行驶错误。 

为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用多边形定位匹配的新方法，其中地图匹配是将获取的GPS 等定位数据与GIS中的道路层数据进行匹配,减少各种误差产生的影响,使目标点精确定位在道路层上，所述地图精确匹配操作方法包括以下几个步骤： 

a获取道路信息；

b确定起点和终点；

c获取车辆定位信息；

d信息的匹配与筛选；

e重复步骤1~4，确保汽车行驶在正确的道路上；

步骤a包括采集信息、存储信息、提取信息、制成地图；

步骤b包括利用有序排列的经纬度点确定好起始点和终点；

步骤c包括获取GPS的数据和惯性导航系统INS的数据；

步骤d包括利用GPS和KML筛选去除不正确的信息；

步骤e包括重复步骤1到步骤4，得到最佳行驶路线。

优选的是，所述步骤a包括利用GPS获取道路信息、提取经纬度信息、制成文本地图。 

在上述任一方案中优选的是，所述步骤a中利用GPS获取道路信息包括利用GPS导航系统把所有的道路信息都采集下来，然后存到文本文件中。 

在上述任一方案中优选的是，所述步骤a中提取经纬度信息包括利用相关软件提取经纬度信息。 

在上述任一方案中优选的是，所述步骤a中制成的地图为文本地图，包括利用制作KML文本地图的模块把采集的经纬度点制作成KML文本地图。