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一種基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，將城市中道路兩側的路燈作為導航定位參考路標，并對路燈進行ID編號，這樣每個路燈ID編號對應一個固定的位置信息；同時，在這些路燈上安裝無線通信設備，當車輛行駛時通過藍牙通信獲得離車輛最近的路燈ID編號，通過查詢路燈位置數據庫并可以獲得路燈的位置信息，并將該路燈位置作為車輛位置用以導航。本發明方法在隧道、兩側高樓聳立的道路上即使衛星導航信號被遮擋也能準確定位；另外，本發明方法只需在現有城市中部分路燈上加裝藍牙設備，改裝量小，所述藍牙設備僅需要提供藍牙設備所在的路燈編號，通信數據量小，耗時短，可適用于車輛行駛速度較快的情況。
【專利說明】一種基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，屬于城市車輛導航技術。

【背景技術】
[0002]現有車輛導航系統一般都裝有GPS接收機，通過接收GPS衛星信號可實時獲得車輛的經度、緯度、高度等導航信息，并通過數字地圖進行顯示。然而，隨著城市里面高樓聳立、過山隧道與高架橋越來越多，車輛行駛在道路上時經常遇到GPS衛星信號被遮擋、難以提供有效定位信息的情況。考慮到上述情況，往往會在GPS定位的基礎上通過航位推算(Dead Reckoning, DR)、地圖匹配(Map Matching, MM)等方式輔助車輛導航定位。
[0003]文獻(金亮良，何文濤，徐建華，等，《一種低成本GPS/DR組合導航系統設計》，《計算機工程》，2012年9月，第38卷，第18期，第228?230頁)提供了一種基于單陀螺儀單加速度計的DR方法，并結合GPS形成車載GPS/DR組合導航系統，在GPS信號遮擋時能夠保持定位。
[0004]文獻(吳周潔，《組合式車載導航系統研究》，上海交通大學碩士學位論文，2009年)提供了一種基于捷聯慣導/GPS/電子羅盤的組合式車載導航定位方法，通過多信息融合的方式可提高車輛定位精度，在GPS失效時能夠保證一段時間內的定位精度。
[0005]通過組合導航的方式可以在GPS失效時為車輛提供導航信息。但是DR導航方式存在隨時間累積的誤差特性，使得DR僅能保證短期定位精度，如果長時間接收不到GPS信號，就無法實現車輛的導航定位；
[0006]授權號為ZL2005200771759.5的實用新型專利中提供了一種城市車輛定位路標傳感器，通過在道路中布設路標的方式，給車輛提供位置信息。目前的路標定位需要在城市中布置路標點，而且要獲得路標的完整位置信息，需要較長的通訊時間，如果車輛行駛速度較快的話，往往難以定位。


【發明內容】

[0007]發明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，考慮到城市道路兩側安裝了數量較多的照明路燈，且路燈分布較密，地理位置基本保持不變，本發明以路燈作為參考路標、并在路燈上安裝無線設備形成信標，用以輔助GPS對車輛進行組合定位，實現在城市范圍內車載導航儀能在GPS衛星信號長時間被遮擋時依然可以提供高精度位置信息，是一種有效、價廉的方案。
[0008]技術方案:為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0009]一種基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，包括如下步驟:
[0010](I)在道路兩側的路燈中選取部分或全部作為路標，并在這些路燈上安裝可提供當前路燈ID編號的無線設備，建立路燈ID編號與路燈地理位置對應關系的數據庫；
[0011](2)在車輛的車載導航系統中載入步驟(I)建立的數據庫；
[0012](3)車載導航系統打開無線通信功能，搜尋可建立連接的所述無線設備，并與可建立連接的無線設備進行通信，獲取路燈ID編號；
[0013](4)車載導航系統根據路燈ID編號，在步驟(2)中載入的數據庫中，檢索與路燈ID編號對應的路燈地理位置；
[0014](5)將步驟(4)檢索到的路燈地理位置作為對應時刻車輛的地理位置，并利用該地理位置對車載導航儀進行位置校正，進而實現導航。
[0015]優選的，所述步驟(3)中，車載導航系統打開無線通信功能，搜尋可建立連接的所述無線設備，并與信號最強的一個可建立連接的無線設備進行通信，獲取路燈ID編號。當然可以結合幾個無線信號進行加權處理以精確定位，但考慮到行車速度可能會較快，對信號的處理速度要求會比較高，采用最強信號(對應最近位置的路燈)，耗時短，在較快車速時也可使用。
[0016]優選的，所述可提供當前路燈ID編號的無線設備為藍牙設備，車載導航系統打開藍牙通信功能，搜尋可建立連接的所述藍牙設備。
[0017]優選的，所述無線設備包括殼體和通信芯片，通信芯片設置在殼體內，可將無線設備設置為一個獨立部件。
[0018]優選的，所述路燈ID編號通過輸入設備提供給通信芯片，所述輸入設備也設置在殼體內；所述路燈ID編號也可以直接固化在通信芯片內。
[0019]優選的，在通信芯片內固化有識別碼，所有通信芯片的識別碼相同；載導航系統通過識別碼辨識無線信號:若無線信號中存在識別碼，則進行后續操作；否則，丟棄該無線信號。通過識別碼的設置，也避免載導航系統對無用信號的處理，增加定位耗時。
[0020]優選的，所述無線設備由路燈的供電電源供電。
[0021]優選的，還包括太陽能電池，其中太陽能電池的采光板作為殼體的一部分并裸露在外，太陽能電池的其余部分設置在殼體內，由太陽能電池為無線設備供電。
[0022]優選的，所述無線設備的安裝位置為:路燈對應的行車路面2m以上位置。
[0023]有益效果:本發明提供的基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，將城市路燈作為導航定位參考路標，可較大程度地提高車載導航系統的位置精度，在隧道、兩側高樓聳立的道路上即使衛星導航信號被遮擋也能準確定位；并且本發明方法只需在現有城市交通裝置的基礎上加裝無線設備，改裝量小；另外本發明在信號傳輸時主要提供路燈的ID編號，通信數據量小，耗時短，在車輛行駛速度較快時也可適用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發明方法實現流程圖；
[0025]圖2為藍牙設備的結構示意圖，其中，I為殼體，2為藍牙芯片，3為太陽能電池的采光板，4為太陽能電池的其余部分。

【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0027]如圖1所示為一種基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，包括如下步驟:
[0028](I)在道路兩側的路燈中選取部分或全部作為路標，并在這些路燈上安裝可提供當前路燈ID編號的藍牙設備，建立路燈ID編號與路燈地理位置對應關系的數據庫；
[0029](2)在車輛的車載導航系統中載入步驟⑴建立的數據庫；
[0030](3)車載導航系統打開藍牙通信功能，搜尋可建立連接的所述藍牙設備，并與信號最強的一個可建立連接的藍牙設備進行通信，獲取路燈ID編號；
[0031](4)車載導航系統根據路燈ID編號，在步驟(2)中載入的數據庫中，檢索與路燈ID編號對應的路燈地理位置；
[0032](5)將步驟(4)檢索到的路燈地理位置作為對應時刻車輛的地理位置，并利用該地理位置對車載導航儀進行位置校正，進而實現導航。
[0033]如圖2所示，所述藍牙設備為獨立部件，包括殼體、藍牙芯片和太陽能電池，藍牙芯片設置在殼體內，太陽能電池的采光板作為殼體的一部分并裸露在外，太陽能電池的其余部分設置在殼體內，由太陽能電池為藍牙設備供電。所述路燈ID編號直接固化在藍牙芯片內，同時。在藍牙芯片內還可以固化有識別碼，所有藍牙芯片的識別碼相同；載導航系統通過識別碼辨識無線信號:若無線信號中存在識別碼，則進行后續操作；否則，丟棄該無線信號。
[0034]所述藍牙設備的安裝位置為:路燈對應的行車路面2m以上位置。
[0035]當車輛行駛時，車載導航系統藍牙模塊不斷搜索附近的藍牙設備，一旦與最近路燈上的藍牙設備建立連接并通信，并可獲得路燈ID編號，并結合預先載入的路燈編號與路燈地理位置對應數據庫，通過查詢確定所連接藍牙設備所在的路燈地理位置，并以該位置作為車輛所在位置用以車輛導航，這樣就能夠對車載導航儀進行位置校正，進而實現導航。
[0036]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)在道路兩側的路燈中選取部分或全部作為路標，并在這些路燈上安裝可提供當前路燈ID編號的無線設備，建立路燈ID編號與路燈地理位置對應關系的數據庫； (2)在車輛的車載導航系統中載入步驟(I)建立的數據庫； (3)車載導航系統打開無線通信功能，搜尋可建立連接的所述無線設備，并與可建立連接的無線設備進行通信，獲取路燈ID編號； (4)車載導航系統根據路燈ID編號，在步驟(2)中載入的數據庫中，檢索與路燈ID編號對應的路燈地理位置； (5)將步驟(4)檢索到的路燈地理位置作為對應時刻車輛的地理位置，并利用該地理位置對車載導航儀進行位置校正，進而實現導航。
2.根據權利要求1所述的基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，其特征在于:所述步驟(3)中，車載導航系統打開無線通信功能，搜尋可建立連接的所述無線設備，并與信號最強的一個可建立連接的無線設備進行通信，獲取路燈ID編號。
3.根據權利要求1所述的基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，其特征在于:所述可提供當前路燈ID編號的無線設備為藍牙設備，車載導航系統打開藍牙通信功能，搜尋可建立連接的所述藍牙設備。
4.根據權利要求1所述的基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，其特征在于:所述無線設備包括殼體和通信芯片，通信芯片設置在殼體內。
5.根據權利要求4所述的基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，其特征在于:所述路燈ID編號通過輸入設備提供給通信芯片，所述輸入設備也設置在殼體內。
6.根據權利要求4所述的基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，其特征在于:所述路燈ID編號固化在通信芯片內。
7.根據權利要求5或6所述的基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，其特征在于:在通信芯片內固化有識別碼，所有通信芯片的識別碼相同；載導航系統通過識別碼辨識無線信號:若無線信號中存在識別碼，則進行后續操作；否則，丟棄該無線信號。
8.根據權利要求4所述的基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，其特征在于:所述無線設備由路燈的供電電源供電。
9.根據權利要求4所述的基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，其特征在于:還包括太陽能電池，其中太陽能電池的采光板作為殼體的一部分并裸露在外，太陽能電池的其余部分設置在殼體內，由太陽能電池為無線設備供電。
10.根據權利要求1所述的基于路燈輔助定位的城市車載導航定位方法，其特征在于:所述無線設備的安裝位置為:路燈對應的行車路面2m以上位置。
【文檔編號】G01S1/02GK104198984SQ201410378154
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】孫亞飛 申請人:孫亞飛