[发明专利]一种高架道路车载辅助导航算法及应用

说明书

本发明公开了一种高架道路车载辅助导航算法及应用，其特征在于：通过加速度传感器采集车辆重力方向实时加速度信号分量，结合地图信息系统，采用限定时窗内高架预判算法，所述高架预判算法的流程为：(1)g方向加速度分量采集；(2)倾角换算，分段计时；(3)高架预判算法；(4)匹配地图信息，如果与地图信息不匹配，则重新返回到第一步进行重力方向加速度分量采集，重复(1)至(4)的算法过程；(5)高架道路判定及规划行驶方案。本发明所述的高架道路车载辅助导航算法及应用硬件实现成本低。提高导航准确度，方便、迅捷进行实时规划路径；算法简单，可移植性高，适用于导航仪、手机、PAD等便携式设备。

技术领域

本发明涉及车载导航领域，尤其涉及一种高架道路车载辅助导航算法及应用。

背景技术

目前大部分的车载导航采用GPS导航技术，还有部分采用北斗导航技术，这两种导航技术的原理都是通过卫星信号对车辆进行定位，然后与地图信息系统进行比对从而规划导航路线。

在车辆行驶过程中，当遇到如图1所示的地面、高架并行道路时，现有的导航算法无法进行高架或地面道路的有效识别，必须等到地图信息系统中判断出高架与地面出现轨迹分岔时才能进行重新规划新的路线。在实际应用中，由于GPS或北斗导航的精度误差，特别是在多个高架路口集中的路段，目前的导航算法无法进行快速、实时有效的规划，从而导致车载导航频繁的重新规划而耽搁行车效率。

如图1所示高架入口图，由于地面道路和高架道路并行，车辆在行驶过程中如果误上高架，由于导航精度的限制，传统的导航算法必须在高架道路与地面道路分岔时才能重新进行规划，如果在此行驶时段中遇到高架分流口或出入口，导航在此时将处于失效状态。因此，为了有效的提高导航准确率和避免交通拥挤，需要一种准确的判断高架道路与地面道路的方法。

发明内容

本发明目的是：解决现有技术中存在的无法进行高架或地面道路的有效识别、多个高架路口集中的路段无法进行快速、实时有效的规划等主要问题，准确的判断高架道路与地面道路，有效的提高导航准确率和避免交通拥挤。

本发明的技术方案是：

一种高架道路车载辅助导航算法，其特征在于：通过加速度传感器采集车辆重力方向实时加速度信号分量，结合地图信息系统，采用限定时窗内高架预判算法，所述高架预判算法的流程为：

(1)g方向加速度分量采集，利用加速度传感器测出重力g方向的加速度分量；

(2)倾角换算，分段计时，利用加速度测量倾角的原理，测出车辆行驶过程中的倾角α，同时对加速度信号达到一定阈值h时开始计时t，加速度信号小于阈值h时计时结束；阈值h是可以根据路面情况实现自动调节，在算法中阈值h以一个向量组[h]出现。向量组[h]的初始值由大量经验数据组成，必须进行高架路面上行下行的大量实测才能得到；高架预判算法在运行过程中，根据实际行驶过程中的实测加速度数据进行调节阈值h，并且得到满足阈值h条件下的t；其中h＝[h₁,h₂,h₃...,h_n]，T＝[T₁，T₂，T₃...T_n]；

(3)高架预判算法，所述高架预判算法的核心是对满足h条件下的分段时间t进行判定；分段时间t也是一个向量组，判定过程中t必须首先设置一个经验值，经验值源于大量的实际路况实测数据，然后利用此经验值设置阈值T＝[T₁，T₂，T₃...T_n]；当实测满足阈值h的时间数据t与阈值T进行比较时，符合阈值T的条件下，即满足以下公式判定是高架道路；