第7节 总结与展望
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更新于2008-06-11 22:18:53

对于影响车辆导航系统地图匹配准确性的误差,按照来源分,可以分为地图误差和GPS误差,按照变化规律分可以分为慢漂移误差和随机误差,按照误差分量的方向通常又分为沿道路方向误差和垂直道路方向误差。如何有效的克服地图匹配过程中各误差的影响,实现车辆位置到地图道路上相应点的准确匹配是本篇论文的研究目标。

在研究中,以对误差来源、变化规律分布规律、不同方向上分量特点的研究以及对现有算法的大量调研为基础,设计出了创新性的地图匹配方法。在同时处理垂直道路方向和沿道路方向的误差分量,如何同时处理慢漂移误差和随机误差方面,新设计的两种算法与现有算法相比有明显的优越性。同时,基于对地图误差来源和误差特点的分析,新设计的算法能够在处理GPS误差的同时,有效的处理地图道路网上的误差,这也是现有地图匹配算法普遍忽略的问题。

第五章中提出的新算法的特点在于用虚拟差分的思想利用误差中占主要部分的慢漂移误差的特性对地图匹配过程中主要的误差部分进行克服,有效解决了沿道路方向误差校正的问题。主要分为两个方面:1.利用几何方法跟踪非交叉路口处道路上车辆GPS误差变化和地图误差变化并加以克服(主要是垂直于道路方向分量);
2.利用车辆转弯前后的轨迹以及误差特性更新获得GPS误差和地图误差的合量(包括沿道路方向和垂直道路方向)并用其对后续轨迹点进行校正。在实验平台和实际车辆导航系统中的实验和应用效果证明了这种新算法对于处理沿道路方向误差的突出效果,有效提高了车辆导航系统的可靠性和准确性。同时对于地图误差的处理效果也非常明显。

第六章中提出的新地图匹配算法改进了卡尔曼滤波器在地图匹配问题中的应用模型,并结合第五章中转弯处状态更新的思想,使新算法实现了对慢漂移误差和随机误差的同时处理(包括沿道路方向和垂直道路方向上的误差),解决了第五章中的地图匹配算法不能有效处理随机部分误差的问题。实验与应用的效果也证明了新算法的有效性与优越性。

论文中提出的两种算法的优越性还在于其功能可以形成独立的模块,与现有算法的各种匹配道路确定算法相结合,可以有效提高现有算法的准确性与可靠性。也就是用这篇论文中介绍的新算法先对GPS轨迹进行预校正,然后用现有算法完成地图匹配过程。在这种结合应用中新算法一方面通过对GPS轨迹的估计或者预校正来提高道路匹配的准确性,另一方面通过对沿道路方向误差的克服来提高定位车辆在道路上映射点位置的准确性。

本论文的研究成果对于解决现有独立GPS车载导航系统中经常出现的交叉路口附近(或其他复杂道路情况下)错误提示,导航失败和定位不准确问题具有明显作用。通过提高低造价低准确度地图与独立GPS定位相结合的车载导航系统的准确性与可靠性,普及车辆导航系统的应用范围都具有重要意义。

在论文研究过程中,新的地图匹配算法虽然能够处理地图误差,但是对于偏差比较大的部分也会出现误判,如何提高地图匹配算法对于地图误差的宽容度是今后研究的一个方向。另外在建筑物非常密集的市区,如何处理在短时间内的可视卫星信号不足(小于4个)产生的较大误差也是需要研究的一个问题。

 

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