[发明专利]低成本高精度的高架上下坡检测方法

说明书

本发明提供了一种低成本高精度的高架上下坡检测方法，采用GNSS+IMU+里程计组合定位导航系统，包括以下步骤：步骤1，输入组合定位导航系统的信息；步骤2，若地图匹配在高架出入口匝道上或附近，执行下一步；步骤3，检查俯仰角是否有效可用，若无效或还处在校准中，则等待进入组合定位导航状态且俯仰角可用为止；若有效，执行步骤3；步骤4，输出的俯仰角和里程计的速度；步骤5，进行低通滤波；步骤6，抓取俯仰角在进入匝道之前或刚进入匝道时的初始均值作为零偏；步骤7，计算零偏补偿后的俯仰角和零偏补偿后的高度差；步骤8，判断时上/下高架还是平坡；步骤9，重复步骤4‑步骤8；步骤10，清除计算状态。

技术领域

本发明涉及道路检测技术领域，具体涉及一种低成本高精度的高架上下坡检测方法。

背景技术

现在城市的城市化进程逐渐加快，汽车的数量急剧增加，城市的交通日益复杂和拥堵，高架路已成为缓解交通拥堵，改善出行条件的必备方案。受制于技术上的精度限制，导航软件一般仅仅显示2D位置，高程上的置信度不高，因此无法定位当前是否在高架道路上，还是高架道路下的普通道路上，往往给行车人造成较大的困扰。

目前一些配有车载导航模块的车载系统中(包括前装或后装)往往会搭载基于GNSS+IMU+汽车里程计组合定位的导航解算模块(GNSS-全球导航卫星系统，IMU-惯性测量单元)，用来提高城市复杂环境的定位精度和解决隧道的定位盲点。此类导航解算模块除提供3维的经度、纬度、高度信息外，同时还会提供汽车的3维姿态角信息，包括航向、俯仰和横滚。另外，根据经纬度位置信息进行实时的地图匹配可以提供当前是否处在高架附近以及是否行至高架出入口匝道上或附近的信息。因此，当地图匹配至高架的出入口匝道上或附近时，提取组合导航解算模块提供的俯仰角信息和里程计速度信息，计算出此时道路的坡度角和高度差，从而得出此时道路的上下坡属性；同时与地图的高架出入口匝道属性相匹配，若两者属性相同，则当前处于上/下高架状态，若不同，则当前在高架下的平坡普通道路上行驶。

目前已有的上下高架的方案有基于气压计的高度差来判断上下高架的方案，基于GNSS高度差来判断上下高架的方案，以及利用手机里的加速度传感器和GPS提供的速度信息计算重力分量在速度方向的投影来上下高架的方案。

利用GNSS高度差信息来判断上下高架的方案精度较低，因为GNSS在高度方向解算误差较大，容易受地形和周围环境的影响，并且在GNSS信号丢失的情况下不能判断出上下坡的情况。而利用气压计的高度差来判断上下高架的方案所需要的成本较高，需要额外的气压计传感器，而目前市面上仅有高端机型手机配备有气压计，一般车载系统中也并没有配置气压计，因此适用范围较窄。利用手机内置的加速度结合GPS速度信息计算出重力分量在速度方向的投影方案受到传感器期间的误差噪声影响较大，需精确估计出传感器的零偏，安装误差角和随机的噪声项，因此精度较低。

发明内容

本发明提供了一种低成本高精度的高架上下坡检测方法，解决了利用GNSS+IMU+里程计组合导航系统解算输出的姿态角和里程计速度信息，结合地图的高架出入口信息进行上下高架识别，进而辅助导航系统精准定位到高架或普通道路的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种低成本高精度的高架上下坡检测方法，其特征在于，采用GNSS+IMU+里程计组合定位导航系统，包括以下步骤：

步骤1，输入组合定位导航系统的信息；

步骤2，若地图匹配在高架出入口匝道上或附近，则执行步骤3；

步骤3，检查组合定位导航系统给出的俯仰角是否有效可用，若无效或还处在校准中，则等待进入组合定位导航状态且俯仰角可用为止；若有效，执行步骤4；

步骤4，获取组合定位导航系统输出的俯仰角和里程计的速度；

步骤5，对俯仰角和速度进行低通滤波，滤除噪声；