[发明专利]基于振荡标线和手机传感的隧道无基站车路协同定位方法

说明书

本发明公开了一种基于振荡标线和手机传感的隧道无基站车路协同定位方法，包括以下步骤：S1：采集车辆的原始信号，并根据原始信号确定车辆经过振荡标线；S2：在车辆经过振荡标线时，确定车辆的车道、当前位置和速度，完成车辆定位。本发明在路端设计若干组免维护振荡标线，在车端只使用通常的智能手机传感器，几乎不增加现有成本，即可进行高山峡谷和隧道内的高精度定位。

技术领域

本发明属于测绘科学技术领域，具体涉及一种基于振荡标线和手机传感的隧道无基站车路协同定位方法。

背景技术

我国是多山的国家，很多高速公路的路段都设在山地，在经过高山峡谷和隧道路段时，由于卫星信号受到遮挡，基于卫星导航系统的定位技术便会失效，无法进行车辆定位，在长大隧道中，仅使用手机惯导会积累很大的误差，导致定位精度急剧下降。为了在这些路段进行补充定位，通常在隧道内布设各类带电基站，如伪卫星、UWB、WIFI和蓝牙等，但这些定位基站安装和维护成本高，可靠性差且需要电力支持；而相应的车载设备并不通用，安装成本高，定位精度受限。因此，实现车端只需智能手机传感器，路端无基站、免维护的高精度高可靠性定位成了急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决车辆定位的问题，提出了一种基于振荡标线和手机传感的隧道无基站车路协同定位方法。

本发明的技术方案是：一种基于振荡标线和手机传感的隧道无基站车路协同定位方法包括以下步骤：

S1：采集车辆的原始信号，并根据原始信号确定车辆经过振荡标线；

S2：在车辆经过振荡标线时，确定车辆的车道、当前位置和速度，完成车辆定位。

进一步地，步骤S1包括以下子步骤：

S11：利用手机惯性传感器采集车辆的角运动参数和线运动参数，得到车辆的原始信号；

S12：对原始信号依次进行加窗处理和降噪处理，得到时域信号；

S13：对时域信号进行傅里叶变换，将其转换为频域信号；

S14：识别频域信号中在振荡标线冲击频率范围内的频域信号，得到振荡标线的频域信号；

S15：将时域信号和振荡标线的频域信号进行对比，直至得到符合振荡标线的频域信号特征的时域信号，以此确定车辆经过振荡标线。

进一步地，步骤S12中，时域信号的表达式为：

其中，，表示时域采样点的序列索引，表示频域值的索引，表示进行转换的采样数量，表示原始信号的序列，表示虚数，表示旋转因子；

步骤S13中，频域信号的表达式为：

其中，表示窗函数。

进一步地，步骤S2包括以下子步骤：

S21：在车辆经过振荡标线时，更新车辆信息；

S22：在更新车辆信息时，计算车辆的坐标增量，确定车辆的当前位置；

S23：根据车辆驶过振荡标线时振荡标线的频域信号的峰值数目，确定车辆的具体车道位置；

S24：根据振荡标线的频域信号的频率和振荡标线间的距离，计算车辆当前位置的速度。

进一步地，步骤S21中，更新车辆信息的具体方法为：将振荡标线的坐标作为车辆的初始坐标，并进行速度更新、姿态更新和位置更新。

进一步地，步骤S21中，速度更新的计算公式为：