实现车道识别的车载导航系统的组合定位技术

自动驾驶组合导航1卫惯组合导航需求逐渐刚性，百亿级市场已来临1.1. GNSS与IMU融合可提供稳定的绝对位置信息全球卫星导航系统（GNSS）是能为地球表面或近地空间任何地点提供全天候定位、导航、授时的空基无线电导航定位系统。

美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）、欧盟的伽利略卫星导航系统（Galileo）以及我国的北斗卫星导航系统（BDS）是全球四大卫星导航定位系统。

受多路径效应、对流层折射等因素影响，普通GNSS单点定位精度一般在5-10米（实际普通GNSS在开阔地带单频单模单点定位精度约为2. 5米）。

为提高卫星导航系统的定位精度，出现了高精度卫星定位技术，主要包括以基于网络RTK技术的连续运行参考站系统（CORS）为代表的地基增强技术、以美国广域增强系统（WAAS）为代表的区域星基增强系统以及基于实时精密单点定位技术（PPP）的商业全球星站差分增强技术。

惯性导航系统（INS）属于推算导航方式，即从一已知点的位置根据连续测得的运动体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。

惯性导航系统的核心部件为陀螺仪和加速度计，利用载体先前的位置、惯性传感器测量的加速度和角速度来确定其当前位置。

给定初始条件，加速度经过一次积分得到速度，经过二次积分得到位移。

角速度经过处理可以得出车辆的俯仰、偏航、滚转等姿态信息，利用姿态信息可以把导航参数从载体坐标系变换到当地水平坐标系中。

惯性导航系统有自主导航、不受外部依赖、输出频率高（大于IoOHZ）等优点。

定位精度取决于陀螺仪、加速度计等惯性传感器的测量精度，高性能IMU价格昂贵。

惯性导航定位误差会随着时间不断累积，导致位置和姿态的测量结果偏离实际位置，因此无法用来做长时间的高精度定位。

因此，通常采用惯性导航系统作为GNSS信号丢失时的补偿，以使导航系统功能连续。

惯性导航起源于军工领域，因其成本高，长期用于国防和商用航空航天领域，相关模组器件主要由我国军工企业研发制造，产品以高精度战术级器件为主（包括激光惯性导航、光纤惯性导航和高精度MEMS惯性导航）。

车载导航系统的原理及方法第一部分：导航系统概述随着汽车技术的不断进步，车载导航系统已经成为现代汽车不可或缺的一部分。

它不仅能够帮助驾驶员准确、安全地到达目的地，还能提供实时的交通信息、天气状况以及周边兴趣点等丰富信息。

本部分将简要介绍车载导航系统的发展历程、基本原理以及常见功能。

一、车载导航系统的发展历程车载导航系统的发展可以追溯到20世纪70年代，当时美国海军研发了一种名为LORAN（Long Range Navigation）的无线电导航系统，用于军事目的。

随后，随着全球定位系统（GPS）的诞生，车载导航系统开始进入民用领域。

90年代，车载导航系统逐渐普及，成为汽车制造商的标配之一。

如今，随着智能手机和互联网的普及，车载导航系统与移动设备的结合越来越紧密，为驾驶员提供了更加便捷、智能的导航服务。

二、车载导航系统的基本原理车载导航系统的工作原理主要基于全球定位系统（GPS）。

GPS由一组卫星组成，这些卫星不断向地面发送信号，地面接收设备通过接收这些信号来确定自己的位置。

车载导航系统中的GPS接收器接收卫星信号，计算出车辆的当前位置，并通过车载显示屏将信息呈现给驾驶员。

除了GPS，车载导航系统还可能使用其他辅助定位技术，如惯性导航系统（INS）、地磁导航系统（MNS）等，以提高定位精度和稳定性。

三、车载导航系统的常见功能1. 路线规划：车载导航系统可以根据驾驶员输入的目的地，计算出最优的行驶路线，并实时显示在车载显示屏上。

2. 实时交通信息：通过与交通信息中心的数据连接，车载导航系统可以实时获取道路拥堵、事故、施工等信息，帮助驾驶员避开拥堵路段。

3. 语音导航：车载导航系统支持语音输入和输出，驾驶员可以通过语音指令查询目的地、路线等信息，系统也会以语音形式提示驾驶员行驶方向。

4. 周边兴趣点查询：车载导航系统可以提供周边餐厅、加油站、酒店等兴趣点的信息，方便驾驶员在行驶过程中找到所需服务。

5. 地图更新：车载导航系统支持地图更新功能，驾驶员可以定期最新地图数据，确保导航信息的准确性。

组合导航定位的基本原理
组合导航定位的基本原理是通过将多个传感器的信息进行组合，以提供更准确、鲁棒的定位结果。

这种方法通常使用不同类型的传
感器，如全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）、地面参考站、惯性测量单元（IMU）等。

这些传感器提供的信息经过组合和融合，可以弥补彼此的局限性，从而提高定位的精度和可靠性。

组合
导航定位的基本原理是利用多传感器的信息相互校准和补偿，以实
现高精度、鲁棒的定位结果。

通过对传感器数据进行融合和处理，
可以减少误差和提高定位的准确性，从而满足不同应用场景对定位
精度的要求。

这种方法在航空航天、自动驾驶、室内定位等领域得
到广泛应用，为定位技术的发展提供了重要的支持。

adas 原理
adas原理是基于传感器与计算机视觉算法的综合应用，通过获取环境信息并对其进行处理，从而实现识别、感知和决策等功能。

具体而言，adas系统包括多个传感器，如摄像头、雷达和激光雷达等，用于收集车辆周围的信息。

其中，摄像头是adas系统中最为重要的传感器之一。

它可以
利用计算机视觉算法对图像进行处理，识别出路标、车道线、交通标识、行人、车辆等目标。

借助摄像头的高分辨率和广角视野，adas系统能够实时获取丰富的场景信息。

另外，adas系统还使用雷达和激光雷达传感器，来获取车辆周围的距离和速度等数据。

雷达常用于测量车辆与物体之间的距离，而激光雷达则可以制作三维地图，进一步提高目标检测和跟踪的准确性。

adas系统还应用了计算机视觉算法，通过对传感器数据的处理和分析，从中提取特征，并使用机器学习等方法进行目标识别、跟踪和行为预测。

这些算法可以对车辆周围的环境进行感知，并为驾驶员提供相关的警告和辅助功能，如自动刹车、车道保持辅助、交通标示识别等。

整个adas系统的原理是将不同传感器获取的数据进行融合和
处理，将其转化为可供理解和决策的信息，为驾驶员提供安全、舒适和方便的驾驶体验。

同时，adas系统为自动驾驶技术的发展奠定了基础，将来有望实现更加智能和自动化的驾驶模式。

自动驾驶定位导航技术概述一、概要作为自动驾驶的重要组成部分，高精度定位导航技术是自动驾驶汽车安全行驶不可或缺的核心技术之一，在车辆横向/纵向精确定位、障碍物检测与碰撞避让、智能车速控制、路径规划及行为决策等方面发挥着重要的作用。

相较于有人驾驶驾驶员可以凭借双眼与记忆获取周围的可行驶区域、道路边界、车道线、障碍物、交通规则等详细信息，目前自动驾驶汽车的环境感知传感器与算法还无法达到与人类驾驶员同样的感知性能，因此自动驾驶汽车就需要高精定位、高精地图、联合感知等定位导航技术的支持。

目前常用的定位技术包括轨迹推算(DR)、惯性导航技术(INS)、卫星导航定位技术、路标定位技术、地图匹配定位技术(MM)以及视觉定位技术等。

然而，这些定位导航技术在单独应用时均存在一些无法避免的问题。

自动驾驶车辆对定位系统性能的要求与车辆的行驶速度密切相关。

相关标准法规规定，乘用车行驶最高车速不得超过120km/h，客车最高设计车速不应大于100km/h。

基于目前的自动驾驶汽车整体技术水平和车辆限速要求，自动驾驶乘用车的最高车速不宜超过90km/h，自动驾驶客车的最高车速不宜超过70km/h。

一般情况下，有人驾驶车辆距离道路一侧路牙的安全行驶距离约为25cm，而自动驾驶汽车必须在行驶25cm的时间内更新一次定位信息且定位精度要小于等于25cm，否则就有可能导致车辆超出道路边界发生事故。

按照最高车速90km/h计算，车辆行驶25cm用的时间是0.01s，根据公式f=1/t，则定位信息更新频率为100Hz。

因此定位信息更新频率需要大于等于100Hz，定位精度需要小于等于25cm才能保证车辆行驶安全。

目前，常用的定位导航系统均无法满足上述指标。

比如惯性导航定位技术存在定位误差随时间累积、长时间内不能保证足够的导航精度的问题;卫星定位导航技术存在多路径、卫星信号遮挡和更新频率低等问题等。

正因为单一一种定位技术均存在一定程度上无法克服的弱点，所以研究组合导航就成为时下的热点。

天津市滨丽园混凝土有限公司GPS车载定位监控系统建议书2010年 6 月第一章GPS 定位系统GPS 监控是结合了GPS 技术、无线通信技术(GSM/GPRS/CDMA) 、图像处理技术及GIS 技术，用于对移动的人、宠物、车及设备进行远程实时监控的一门技术。

功能实现介绍如何实现GPS 监控功能要实现GPS 监控功能必须具备GPS 终端、传输网络和监控平台三个要素，这三个要素缺一不可。

通过这三个要素，组成三层结构的监控系统，使用在车辆调度监控领域，可以提供车辆防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能；使用在对人宠物的跟踪领域，可以提供对老人、小孩及宠物的跟踪、老人、小孩遇到突发事件时的求救等功能。

GPS 监控的三要使用为：GPS 终端、监控平台、传输网络等。

GPS 终端GPS 终端是GPS 监控系统的前端设备，一般隐秘地安装在各种车辆内或佩带在人或宠物身上，GPS 终端设备主要由主CPU 、GPS 模块、GPRS 模块、I/O 接口及外围电路组成。

监控平台监控平台是GPS 监控的核心，是远程可视指挥和监控管理平台，一旦在车辆上安装GPS 监控设备或者在人身上佩带了GPS 监控设备，设备上的GPS 模块会实时地将车或人的位置信息通过无线网络发送到监控中心，在监控中心的电子地图上可以看到车辆、人或宠物所在的直观位置，监控中心可通过无线网络对车辆、人或宠物进行远程监控，也可对设备进行设置，例如通过下发指令设置上传间隔、远程重启设备等。

传输网络可使用GPRS 无线通信网络或CDMA 无线通信网络，也可以使用短信方式进行数据传输。

GPS 监控系统功能及特点概述GPS 监控功能（ 1 ）立即查询当监控中心发出立即命令之后， GPS 终端及时上传车辆、 人或宠物的位置信息 （包 括经度、纬度、方位角、速度、卫星数等信息）及状态信息。

（ 2 ）远程跟踪监控中心可在监控软件上对 GPS 终端进行定时跟踪设置，可设置某一固定时间 上传位置信息和状态信息，一旦设置成功， GPS 终端将根据监控中心所下发的指令 请求及时上传监控中心所需要的信息。

车辆GIS定位解决方案简介车辆定位系统是车辆管理的重要组成部分，通过技术手段对车辆进行实时监控、管理和控制，可以有效提高车辆运营效率和管理水平。

而其中，GIS（地理信息系统）作为一种强大的空间信息处理工具，可实现对车辆运行状态、位置信息等数据进行有效的空间分析和可视化展示，为车辆管理提供更准确、更全面的信息支持。

本文将介绍车辆GIS定位解决方案的技术原理、特点和应用案例，以供相关领域从业者参考。

技术原理车辆GIS定位系统主要通过以下技术实现：1.GPS定位技术GPS（全球卫星定位系统）是目前最主流的车辆定位技术，能够实现对车辆位置、移动速度等信息进行高精度的定位和跟踪。

车载GPS设备将车辆位置信息上传至管理平台，通过与地图等数据结合，实现对车辆位置的实时监控和数据分析。

2.GIS数据处理技术GIS是一种基于地理位置信息的独立软件系统，能够在空间上对地球表面的自然和人为现象进行高效管理、分析和展示。

在车辆GIS定位系统中，可以利用GIS技术整合车辆位置信息、地图数据和其他相关数据，实现对车辆实时位置、行驶轨迹、行驶路线等信息的可视化展示和分析。

3.数据通信技术车辆GIS定位系统的关键在于通过数据通信技术实现与车载设备之间的数据交互。

操作人员可以通过与车载设备建立的3G/4G等通信网络，对车辆进行实时监控、指令下达和数据获取，从而实现对车辆的有效管理和控制。

特点车辆GIS定位系统具有以下特点：1.实时监控车辆GIS定位系统能够实现对车辆位置、移动速度等信息的实时监控，让车辆管理者及时了解车辆运营情况，发现问题并及时处理。

2.高精度定位车辆GIS定位系统通过GPS等高精度定位技术，能够实现对车辆位置的高精度定位，为车辆管理提供准确的信息支持。

3.大数据处理车辆GIS定位系统不仅能够处理车辆位置、行驶轨迹等数据，还能对数据进行有效的空间分析和可视化展示，方便操作人员进行数据分析和决策。

4.多种应用场景车辆GIS定位系统可以应用于物流、出租车、公交等多个领域，方便车辆管理和运营，提高运营效率和管理水平。