本文所描述的主題的實施例總體上涉及導(dǎo)航系統(tǒng)的性能評估。更具體地，本主題的實施例涉及使用自適應(yīng)隨機濾波技術(shù)評估車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的精確性。

背景技術(shù)：

駕駛者通常使用包括全球定位系統(tǒng)(GPS)的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)獲得當(dāng)前位置信息、地圖數(shù)據(jù)以及從當(dāng)前位置到達(dá)目的地位置的詳細(xì)轉(zhuǎn)彎方向。然而，通常的導(dǎo)航系統(tǒng)僅保持高達(dá)2-3米(大約6.6-9.8英尺)的精確性。用戶獲得的實際精確性取決于多個因素，包括但不限于大氣效應(yīng)、天空阻斷以及接收機質(zhì)量。來自聯(lián)邦航空局(FAA)的真實世界數(shù)據(jù)表明他們的高質(zhì)量GPS SPS接收機提供優(yōu)于3.5米的水平精確性。

特定應(yīng)用(例如自主車輛操作)可能需要更高的導(dǎo)航系統(tǒng)精確性，這使誤差為2米(或者更加)不切實際。進(jìn)一步地，駕駛者依靠有潛在問題的導(dǎo)航系統(tǒng)可能存在難以預(yù)料的后果(例如用戶跟隨導(dǎo)航系統(tǒng)所呈現(xiàn)的有問題的方向)

因此，希望使用一種用于確定導(dǎo)航系統(tǒng)是否提供精確輸出的機構(gòu)。此外，通過以下結(jié)合附圖和前面的技術(shù)領(lǐng)域及背景技術(shù)進(jìn)行的詳細(xì)說明和所附權(quán)利要求，其他理想特征和特性將變得顯而易見。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一些實施例提供了一種用于監(jiān)測車輛上的導(dǎo)航系統(tǒng)的性能的方法。所述方法在車輛電子控制單元(ECU)處獲得三角測量的車輛位置和車輛運動數(shù)據(jù)，所述三角測量的車輛位置從導(dǎo)航系統(tǒng)獲得；使用三角測量的車輛位置和車輛運動數(shù)據(jù)計算所估算的車輛位置；計算所估算的車輛位置存在于三角測量的車輛位置的誤差界限內(nèi)的概率；以及當(dāng)概率表示所估算的車輛位置不存在于誤差界限內(nèi)時，執(zhí)行車輛上的任務(wù)。

一些實施例提供了一種用于監(jiān)測車輛上的導(dǎo)航系統(tǒng)的性能的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：導(dǎo)航系統(tǒng)，其被配置為提供與導(dǎo)航系統(tǒng)的操作相關(guān)聯(lián)的所檢測到的車輛位置和精度規(guī)格；至少一個車輛運動傳感器，其被配置為提供車輛運動數(shù)據(jù)；以及分析模塊，其被配置為：使用精度規(guī)格確定所檢測到的車輛位置所處的區(qū)域；基于所檢測到的車輛位置和車輛運動數(shù)據(jù)計算所估算的車輛位置和相關(guān)聯(lián)的誤差值(例如所估算的分布值)；計算所估算的車輛位置存在于所述區(qū)域內(nèi)的概率；以及當(dāng)概率小于預(yù)定義的闕值時，設(shè)置車輛上的故障標(biāo)記。

一些實施例提供一種在其上包含指令的非臨時性計算機可讀介質(zhì)，當(dāng)處理器執(zhí)行所述指令時，所述指令執(zhí)行方法。所述方法在車輛上的電子控制單元(ECU)處計算所估算的車輛位置存在于三角測量的車輛位置的容許誤差余量內(nèi)的概率，其中三角測量的車輛位置由車輛導(dǎo)航系統(tǒng)提供，并且容許誤差余量與車輛導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)；以及當(dāng)概率小于預(yù)定義的闕值時，完成車輛上的任務(wù)。

提供本發(fā)明內(nèi)容來以簡化形式引入在以下詳細(xì)說明中進(jìn)一步描述的概念的選擇。本發(fā)明內(nèi)容的目的不旨在鑒別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不是要用于幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。

附圖說明

對本主題的更全面的理解可以通過參照結(jié)合下列附圖考慮的詳細(xì)說明和權(quán)利要求書獲得，其中在整個附圖中相同的附圖標(biāo)記指示同樣的元件。

圖1是根據(jù)所公開的實施例的沿著行駛路徑按照不同源的車輛位置之間的關(guān)系的示圖；

圖2是根據(jù)所公開的實施例的用于導(dǎo)航系統(tǒng)的性能評估系統(tǒng)的功能框圖；

圖3是根據(jù)所公開的實施例的示出了基于所檢測到的和所計算的車輛位置的車輛實際上可以所處的界限區(qū)域的重疊的曲線圖。

圖4是圖示了一種用于監(jiān)測車輛上的導(dǎo)航系統(tǒng)的性能的方法的實施例的流程圖；以及

圖5是根據(jù)所公開的實施例的圖示了輸入?yún)?shù)的處理到性能評估系統(tǒng)的示圖。

具體實施方式

以下詳細(xì)說明本質(zhì)上僅僅是說明性的，并不用來限制本主題的實施例或者這些實施例的應(yīng)用和用途。如本文所使用的，詞語“示例性的”是指“用作實例、例子或例示”。本文描述為示例性的任何實現(xiàn)方式并不一定要被解釋為相比其他實現(xiàn)方式更優(yōu)選或有利。另外，不存在被前述的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或者下面的具體實施方式中提出的任何表述的或暗示的理論約束的意圖。

本文所提出的主題涉及用于監(jiān)測車輛上的導(dǎo)航系統(tǒng)的性能，而不需已知的“地面實況”值幫助的設(shè)備和方法。如以下在本發(fā)明的上下文中所描述的，通過將自適應(yīng)隨機濾波應(yīng)用到以下各項評估導(dǎo)航系統(tǒng)性能：(i)車輛的測量位置，(ii)車輛的慣性測量值，以及(iii)車輛上的導(dǎo)航系統(tǒng)的精度規(guī)格。然后，將次級處理技術(shù)應(yīng)用到自適應(yīng)隨機濾波器的輸出以產(chǎn)生所估算的車輛位置存在于與所測量的車輛位置相關(guān)聯(lián)的最大容許誤差所限定的區(qū)域內(nèi)的概率。

對于本發(fā)明的各種實施例使用某些術(shù)語?！暗孛鎸崨r”為給定時間處的車輛的實際物理位置。“所測量的”車輛位置為車載導(dǎo)航系統(tǒng)(例如GPS)檢測到的三角測量的位置。“所估算的”車輛位置為使用理論上的公式和檢測到的輸入?yún)?shù)計算的車輛的位置。誤差余量通常由特定導(dǎo)航系統(tǒng)的精度規(guī)格指示，并且表示與特定導(dǎo)航系統(tǒng)的操作相關(guān)聯(lián)的預(yù)期最大誤差量。誤差界限描繪了誤差余量所指示的地理區(qū)域，當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)提供特定讀數(shù)時，車輛可以位于所述地理區(qū)域中。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1是根據(jù)所公開的實施例的沿著行駛路徑112的所估算的、所測量的和實際的車輛位置。圖1描述了車輛102，該車輛102包括導(dǎo)航系統(tǒng)(未示出)，其沿著路徑112行駛。車輛102可以為許多不同類型的汽車(轎車、篷車、貨車、摩托車、運動用車輛、有篷貨車等)、航空車輛(例如飛機、直升飛機等)、水運工具(船只、輪船、噴射式滑雪橇等)、火車、全路面汽車(雪地汽車、四輪車等)、軍用車輛(軍用悍馬、坦克、消防車等)、救援車輛(消防車、梯式卡車、警車、救急醫(yī)療服務(wù)車和救護(hù)車等)、宇宙飛船、氣墊船等中的任何一個。車輛102可包括用于控制車輛102的操作的一個或多個電子控制單元(ECU)；用于提供車輛運動數(shù)據(jù)(例如速度、偏航率)的慣性測量單元(IMU)；以及導(dǎo)航系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)可被實現(xiàn)為全球定位系統(tǒng)(GPS)，或者能夠檢測給定時間處且在已知誤差余量內(nèi)的三角測量的車輛位置的任何其他系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)可用于提供當(dāng)前時間的車輛位置數(shù)據(jù)、與當(dāng)前車輛位置相關(guān)聯(lián)的地圖數(shù)據(jù)和/或從當(dāng)前位置到所選位置的各轉(zhuǎn)彎方向。

當(dāng)在路徑112行進(jìn)時，車輛102在特定的估算時刻位于“實際”位置上。該實際位置是車輛102在任何給定時間的物理位置并且可以指“地面實況”。車輛102的實際位置通常是未知的，并且必須使用導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行檢測和/或進(jìn)行數(shù)學(xué)估算。由導(dǎo)航系統(tǒng)檢測的車輛的位置是“被檢測到的”、“三角測量的”或“測量到的”位置，這可能會由于操作中的錯誤和導(dǎo)航系統(tǒng)的精確性而偏離實際位置。數(shù)學(xué)地計算的車輛位置通常是理論上的、數(shù)學(xué)的或所估算的位置。該位置可能會由于在計算中使用的參數(shù)的誤差(例如，速度計讀數(shù)的誤差、偏航率的誤差等等)、應(yīng)用公式中的誤差或理論值與實際值比較中的預(yù)期量的誤差而偏離實際位置。例如，在所述路徑112的左側(cè)用虛線圓示出時間狀況(t)104。該時間狀況(t)104包括車輛102在時間t的實際位置。由該導(dǎo)航系統(tǒng)提供的用于時間t的三角測量位置110；和所估算的位置108，其是基于使用測量的和理論的輸入值進(jìn)行的計算的車輛102的理論位置。實際的、測量的和所估算的車輛位置的附加分組沿驅(qū)動路徑112示出。

圖2是根據(jù)所公開的實施例的用于車輛200的導(dǎo)航系統(tǒng)的性能評估系統(tǒng)202的功能框圖。應(yīng)當(dāng)注意的是性能評估系統(tǒng)202可以與在圖1中所描繪的車輛102一起實施。就這點而言，性能評估系統(tǒng)202更詳細(xì)地示出了車輛102的一些元件和組件。性能評估系統(tǒng)202一般包括，但并不限于：至少一個處理器204；系統(tǒng)存儲器206；導(dǎo)航系統(tǒng)208；車輛運動傳感器210；分析模塊212；和輸出模塊214。如本文所述，所述性能評估系統(tǒng)202的這些元件和特征可以彼此可操作地相關(guān)聯(lián)，彼此聯(lián)接，或以其他方式根據(jù)支持所需功能的需要被配置為彼此配合，特別是監(jiān)視車輛200的導(dǎo)航系統(tǒng)的精確性。為了說明清楚和方便起見，各種物理、電子、邏輯聯(lián)接和相互連接沒有在圖2中描繪出。此外，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實施例的性能評估系統(tǒng)202將包括配合支持所需功能的其他元件、模塊和特征。為簡單起見，圖2僅描繪了涉及性能評估技術(shù)的某些元件，在下文中會進(jìn)一步詳述。

可以通過使用一個或多個通用處理器、內(nèi)容定址存儲器、數(shù)字信號處理器、專用集成電路場可編程門陣列、任何適當(dāng)?shù)目删幊踢壿嬙O(shè)備、離散門或晶體管邏輯電路、離散硬件組件或被設(shè)計成執(zhí)行此處所述的功能的任意組合來實施或執(zhí)行該至少一個處理器204。具體地，至少一個處理器204可以作為一個或多個微處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機被實現(xiàn)。此外，至少一個處理器204還可實施為計算設(shè)備的組合，例如，數(shù)字信號處理器和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器聯(lián)合數(shù)字信號處理器核心或者任意其他這種配置。

可通過使用任何數(shù)量的設(shè)備、組件或模塊來實現(xiàn)系統(tǒng)存儲器206，以便適合于該實施例。在實際操作中，系統(tǒng)存儲器206可以實現(xiàn)為RAM存儲器、快閃存儲器、EEPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、移動磁盤或本領(lǐng)域中已知的任何其他形式的存儲介質(zhì)。在某些實施例中，系統(tǒng)存儲器206包括硬盤，其也可用來支撐至少一個處理器204的功能。系統(tǒng)存儲器206可聯(lián)接到所述至少一個處理器204上使得至少一個處理器204能從系統(tǒng)儲存儲器206中讀取信息并寫入信息。作為選擇，系統(tǒng)存儲器206可以集成到至少一個處理器204中。作為一個實例，至少一個處理器204和系統(tǒng)存儲器206可以駐留在一個適當(dāng)設(shè)計的專用集成電路(ASIC)中。

導(dǎo)航系統(tǒng)208部署在主車輛200上。在實際操作中，導(dǎo)航系統(tǒng)208可以被實施為車輛上的娛樂系統(tǒng)、車輛上的展示的系統(tǒng)、車輛上的儀表組等的一部分。在一個實際的實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)208實現(xiàn)為，包括或與車輛上的全球定位系統(tǒng)(GPS)配合，該車輛上的全球定位系統(tǒng)可推斷出車輛的實時或基本上實時的當(dāng)前地理位置。導(dǎo)航系統(tǒng)也配置為獲得來自適當(dāng)源地址的地圖數(shù)據(jù)。該源地址提供指示當(dāng)前制圖、拓?fù)?、位置、公路以及對?dǎo)航系統(tǒng)208有用的其他可能的數(shù)據(jù)。

導(dǎo)航系統(tǒng)208被配置為向車輛200的駕駛員提供導(dǎo)航數(shù)據(jù)。導(dǎo)航數(shù)據(jù)可包括用于車輛200的位置數(shù)據(jù)、路線規(guī)劃駕駛方向及給車輛操作者的地圖信息。當(dāng)車輛200正被駕駛時，導(dǎo)航系統(tǒng)208用作定期地檢測和/或測量車輛200的當(dāng)前位置。導(dǎo)航系統(tǒng)208可以經(jīng)由展示的元件或其他呈現(xiàn)設(shè)備將該位置數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給車輛200的駕駛員。車輛200的當(dāng)前位置可以是三角位置、緯度/經(jīng)度位置，或者指示車輛200的位置的任何其他符號。

由于在導(dǎo)航系統(tǒng)208中的操作缺陷(例如，衛(wèi)星通信、硬件，或?qū)Ш较到y(tǒng)208的軟件的缺陷和限制)在誤差余量內(nèi)操作每個導(dǎo)航系統(tǒng)208。換言之，來自導(dǎo)航系統(tǒng)208的輸出數(shù)據(jù)在預(yù)期量的誤差內(nèi)是精確的。該預(yù)期量的誤差限定在導(dǎo)航系統(tǒng)208本身的精度規(guī)格內(nèi)，并通常與導(dǎo)航系統(tǒng)208的特定模型或由導(dǎo)航系統(tǒng)208所使用的固件版本相關(guān)聯(lián)。

車輛運動傳感器210定位在車輛200上，并且被配置為將車輛運動數(shù)據(jù)提供至性能評估系統(tǒng)202。在示例性實施例中，車輛運動傳感器210檢測并提供在x方向和y方向上的車速以及車輛的偏航率。在一些實施例中，車輛運動傳感器210還可以檢測并提供與車輛200的運動相關(guān)的其他參數(shù)，包括但不限于：加速度、側(cè)傾角、滑行、阻力、牽引力、制動力等。在某些示例性實施例中，車輛運動傳感器210可被實現(xiàn)為車輛200的慣性測量單元(IMU)。在一些實施例中，車輛運動傳感器210可以包括IMU和其他基于車輛的傳感器的組合。車輛運動傳感器210經(jīng)由串行通信總線被通信地聯(lián)接到一個或多個電子控制單元(ECU)，其可以包括在車輛200上的控制器局域網(wǎng)(CAN)總線。使用這種通信硬件，車輛運動傳感器210進(jìn)一步被配置為將車輛運動數(shù)據(jù)提供給車輛200的一個或多個電子控制單元(ECU)。

分析模塊212被配置為使用輸入數(shù)據(jù)參數(shù)來計算指示導(dǎo)航系統(tǒng)208的精確性等級的值。分析模塊212被配置為接收輸入數(shù)據(jù)參數(shù)，包括但不限于：用于車輛200的導(dǎo)航數(shù)據(jù)、運動數(shù)據(jù)和用于車輛200上的導(dǎo)航系統(tǒng)208的精度規(guī)格。分析模塊212被配置為執(zhí)行可應(yīng)用計算，涉及自適應(yīng)隨機濾波和次級處理操作，以產(chǎn)生一組輸出值。輸出值可以包括，但不限于，所估算的車輛200的位置，與所估算的位置相關(guān)聯(lián)的誤差值(例如，估算分布)，以及所估算的車輛200的位置存在于車輛200的當(dāng)前檢測到的(經(jīng)由導(dǎo)航系統(tǒng)208)位置的預(yù)定距離內(nèi)的計算出的概率。應(yīng)當(dāng)理解，分析模塊212可獲取和使用更多或更少的輸入變元，并且可以生成通過性能評估系統(tǒng)202使用的更多或更少的輸出值。

當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)208的性能不在可接受的誤差余量內(nèi)，輸出模塊214被配置為生成和提供完成車輛200上的任務(wù)的適當(dāng)?shù)目刂浦噶睢⒚罨蛐盘?。在某些實施例中，已完成的任?wù)可以包括在車輛200的計算系統(tǒng)中設(shè)置錯誤標(biāo)志。錯誤標(biāo)志是用來指示導(dǎo)航系統(tǒng)208的某部分的不精確性，其可以防止依靠導(dǎo)航系統(tǒng)208的精確讀數(shù)的額外動作。在一些實施例中，輸出模塊214可停止在車輛200的操作期間執(zhí)行的全部或部分動作，以包括車輛上的車輛200上的自主駕駛程序的潛在去激活操作。

在實際操作中，分析模塊212和/或輸出模塊214可通過至少一個處理器204來實現(xiàn)(與至少一個處理器配合)，以執(zhí)行這些功能中的至少一些功能以及本文更詳細(xì)描述的操作。就這點而言，分析模塊212和/或輸出模塊214可實現(xiàn)為適宜書寫的處理邏輯、應(yīng)用程序代碼等等。

圖3是根據(jù)所公開的實施例的示出了基于所檢測到的和所計算的車輛位置的車輛實際上可以所處的界限區(qū)域的重疊的曲線圖。如圖所示，車輛的測量位置(z_m)308存在于誤差余量316內(nèi)。測量位置(z_m)308表示輛當(dāng)前的三角位置，其通過車輛上的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)獲得。該測量位置(z_m)308在誤差余量316內(nèi)是精確的，該誤差余量由導(dǎo)航系統(tǒng)的一組精度規(guī)格指示。精度規(guī)格通常由導(dǎo)航系統(tǒng)的生產(chǎn)商提供。誤差余量316針對每個導(dǎo)航系統(tǒng)，并基于導(dǎo)航系統(tǒng)的操作限制(例如，硬件缺陷、通信缺陷等)。誤差余量316自身表現(xiàn)為半徑為(2σ)312且以測量位置(z_m)為中心的圓。半徑(2σ)312由導(dǎo)航系統(tǒng)的精度規(guī)格表示。當(dāng)車輛車輛上的導(dǎo)航系統(tǒng)檢測測量位置(z_m)308時，誤差余量316限定出車輛可能的實際位置(例如，車輛實際所處的位置)。換言之，當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)讀數(shù)為z_m時，車輛定位于誤差余量316所圍繞的區(qū)域。

還示出了同一車輛的所估算的位置310。所估算的位置310是利用理論公式和與車輛操作相關(guān)的慣性測量結(jié)果的輸入值獲得的計算值。所估算的位置310自身表現(xiàn)為半徑為314的大圓318的中心位置。在本文中，自適應(yīng)隨機濾波器產(chǎn)生形式為高斯分布函數(shù)的車輛位置所估算的值，其可以由兩個參數(shù)充分地說明：位置的平均值(或期望值)以及標(biāo)準(zhǔn)偏差同樣，它可以由大圓318表示(其中圓心處的平均并且(3X)標(biāo)準(zhǔn)偏差代表半徑)，圓越大，分布就越寬，所估算的值就越不確定。數(shù)值用來替代因為在中，置信度為99.7％，所以可以估算車輛的位置處于大圓318內(nèi)?？傊?，半徑為314的大圓318限定出以下邊界，其中根據(jù)所估算的結(jié)果，車輛處于99.7％的概率。

重疊區(qū)域320存在以下位置：誤差余量316所限定的區(qū)域與大圓318所環(huán)繞的區(qū)域相交。這個重疊區(qū)域320表明，基于車輛的測量位置(z_m)308的可能實際位置與基于車輛的所估算的位置310的可能實際位置相交。誤差余量316和大圓318的重疊區(qū)域320為車輛的實際位置提供更加精確的預(yù)測。

在本文中，x和y軸表示定位(笛卡爾)坐標(biāo)系，單位為米(m)。所估算的高斯分布函數(shù)是基于2σ圓314所包圍的區(qū)域計算(或估算)的。為此，估算的和測量的位置(以及表示估算分布的圓)位于地域全局坐標(biāo)內(nèi)。但是，由于關(guān)注的是相對而非絕對位置，且由于分布函數(shù)在每個方向上都是均勻的(為了簡單起見)，所以大圓318的中心可用作坐標(biāo)系的原點。因此，測量位置(z_m)308可能位于x軸，可以在這個定位坐標(biāo)系對車輛的實際位置進(jìn)行研究。

評價導(dǎo)航系統(tǒng)性能確定了車輛實際位置存在于重疊區(qū)域320的概率。概率的計算值表示車輛實際位于重疊區(qū)域320內(nèi)的可能性是可接受的情況下，則確定導(dǎo)航系統(tǒng)在可接受的誤差余量內(nèi)操作。但是，概率的計算值表示車輛實際位于重疊區(qū)域320內(nèi)的可能性很小的情況下，則確定導(dǎo)航系統(tǒng)不在可接受的誤差余量內(nèi)操作。

圖4是表示監(jiān)測車輛上的導(dǎo)航系統(tǒng)性能的方法的實施例的流程圖。過程400執(zhí)行的各種任務(wù)可以由軟件、硬件、固件或它們的任意組合來實施。為了說明的目的，以下過程400的描述可指結(jié)合圖1-3的上述元件。在實際操作中，過程400的一部分可以由所述系統(tǒng)的不同元件來實施。應(yīng)當(dāng)理解，過程400可以包括任意數(shù)目的額外或替代任務(wù)，圖4所示的任務(wù)并不是必須按所示順序?qū)嵤?，并且過程400可以結(jié)合到具備額外功能的更全面的程序或過程，本文不再贅述。而且，只要想要整體功能保持完整，圖4所示的一個或多個任務(wù)可以從過程400的實施例中省去。

為了便于描述和清楚起見，假設(shè)過程400開始于獲得三角車輛位置和車輛運動數(shù)據(jù)(步驟402)。三角車輛位置從車輛上的導(dǎo)航系統(tǒng)獲得，并可指測量車輛位置或GPS車輛測量。車輛運動數(shù)據(jù)從車輛上的傳感器和/或車輛慣性測量單元(IMU)獲得。在某些實施例中，車輛運動數(shù)據(jù)包括X方向和y方向上的車輛速度，以及車輛偏航率。在一些實施例中，車輛運動數(shù)據(jù)還包括與車輛運動有關(guān)的其他參數(shù)，包括但不限于，加速度、俯仰角、側(cè)傾角、滑行、阻力、牽引力、制動力等。

隨后過程400利用三角車輛位置和車輛運動數(shù)據(jù)(步驟404)計算所估算的車輛位置。以下結(jié)合圖6描述一種適用于計算所估算的車輛位置的方法。過程400利用自適應(yīng)隨機濾波器計算所估算的車輛位置，其可包括卡爾曼濾波器、粒子濾波器等等。

接著，過程400計算所估算的車輛位置存在于三角車輛位置的誤差余量內(nèi)的概率(步驟406)。以下結(jié)合圖5描述一種適用于計算概率的方法。過程400可利用任何公式、數(shù)學(xué)模型或理論模型的應(yīng)用計算概率，以生成所估算的車輛位置存在于與導(dǎo)航系統(tǒng)所提供的測量車輛位置相關(guān)的誤差余量內(nèi)的概率。在一個示例性實施例中，過程400通過將正態(tài)分布函數(shù)與最大允許誤差限制的區(qū)域相結(jié)合，如前所述(見圖3，參考標(biāo)記316、320)。

計算所估算的車輛位置位于三角車輛位置的誤差余量內(nèi)的概率(步驟406)后，過程400通過利用指數(shù)平均移動數(shù)過濾器過濾所計算的瞬時概率獲得規(guī)定時間幀的統(tǒng)計性能指數(shù)在本文中，“瞬時”是指，對于每個步驟，計算概率值其表示當(dāng)前時間步驟測量足夠好的可能性有多大。

獲得統(tǒng)計性能指數(shù)(步驟408)后，過程400將統(tǒng)計性能指數(shù)與預(yù)定閾值比較(步驟410)，以確定車輛實際上位于導(dǎo)航系統(tǒng)所報告的測量車輛位置或位于可接受的誤差余量內(nèi)的可能性的大小。在本文中，預(yù)定閾值表示所估算的車輛位置位于誤差余量內(nèi)的允許最小可能性。

當(dāng)概率不小于預(yù)定閾值(412的“是”分支)時，過程400避免執(zhí)行車輛上的車輛上的任務(wù)(步驟416)。在本文中，過程400測度所估算的車輛位置位于誤差余量內(nèi)，且導(dǎo)航系統(tǒng)在正常操作范圍內(nèi)起作用。在這種情況下，過程400允許車輛和所有車輛上的系統(tǒng)繼續(xù)正常操作。

然而，當(dāng)概率小于閾值時(412的“否”分支)，則過程400執(zhí)行車輛上的任務(wù)(步驟414)。在本文中，過程400確定所估算的車輛位置不存在于誤差界限內(nèi)并且導(dǎo)航系統(tǒng)的操作超出了正常操作限制(例如，在導(dǎo)航系統(tǒng)讀數(shù)中存在允許量的誤差)。該任務(wù)可包括，但不限于，在車輛上的ECU處激活錯誤標(biāo)記或故障標(biāo)記、發(fā)出警報或通知、將車輛上的一個或多個操作激活或去激活等。在一個示例性實施例中，過程400將自主駕駛程序去激活。在一些實施例中，過程400經(jīng)由導(dǎo)航系統(tǒng)會告知駕駛員導(dǎo)航系統(tǒng)的操作中出現(xiàn)超過允許量的誤差。

按照所公開的實施例，圖5是示出了輸入?yún)?shù)處理以評估車輛上的導(dǎo)航系統(tǒng)的性能的圖解500。應(yīng)當(dāng)理解，圖4中所述的圖表500表示在上述圖4的討論中所述的步驟402-406的一種示例性實施例，包括更多細(xì)節(jié)。如圖所示，自適應(yīng)隨機濾波502與次級處理504功能結(jié)合使用以產(chǎn)生所估算的車輛位置(Z)512存在于與被測量車輛位置(z_m)506相關(guān)聯(lián)的誤差界限內(nèi)測量的車輛位置的概率516。在本文中，是表示可能位置的平均值的點估計并且不能單獨用于表示估算分布。值也可用來計算在可接受的誤差界限內(nèi)的實際車輛位置的瞬時概率，然后通過長期平均化得到長期性能指數(shù)

自適應(yīng)隨機濾波502處理接收輸入?yún)?shù)。該輸入?yún)?shù)包括但不限于：測量的車輛位置(z_m)506，慣性測量值(IMU)508；和與車輛上的導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)的精度規(guī)格(σ)510。測量的車輛位置(z_m)506是從車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)中獲得的檢測值。慣性測量值(IMU)508是從車輛慣性測量單元中獲得的，但也可以從其他車輛上的運動傳感器上獲得。精度規(guī)格(σ)510可直接從車輛導(dǎo)航系統(tǒng)或系統(tǒng)存儲器中的存儲位置獲得。

自適應(yīng)隨機濾波502產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)包括所估算的車輛位置512和相關(guān)聯(lián)的所估算的協(xié)方差矩陣514。所估算的協(xié)方差矩陣514也可以指相關(guān)的“所估算的分布值”。這些輸出參數(shù)在次級處理504的功能中與測量的車輛位置(z_m)506結(jié)合使用。次級處理504功能可包括理論模型的任何計算或應(yīng)用，該理論模型的任何計算或應(yīng)用用于生成測量的車輛位置512存在于與由導(dǎo)航系統(tǒng)提供的測量的車輛位置(z_m)506相關(guān)聯(lián)的誤差余量內(nèi)的概率

合適的次級處理功能的一個示例性實施例包括在由導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差余量所限定的區(qū)域上整合正態(tài)分布函數(shù)(此區(qū)域先前參照圖3進(jìn)行描述)。在本實施例中，通過式其中計算516。在本文中，導(dǎo)航系統(tǒng)是通過計算概率516和將其與預(yù)定閾值進(jìn)行比較而估算的。在本文中，導(dǎo)航系統(tǒng)是通過計算概率516和將其與預(yù)定閾值進(jìn)行比較而估算的。當(dāng)計算出的概率516不低于預(yù)定閾值時，其指示導(dǎo)航系統(tǒng)是否正提供精確的讀數(shù)(在允許量的誤差余量內(nèi))，從而判定導(dǎo)航系統(tǒng)是否在可接受的限度內(nèi)操作。

在本文中，自適應(yīng)隨機濾波選取測量的車輛位置和測量值的標(biāo)稱噪音水平(規(guī)格s)以及高可信度IMU信號以產(chǎn)生實際位置的最優(yōu)估算。此估算由位置的平均(或期望)值和協(xié)方差矩陣(或相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)偏差)表示。

本文中可以以功能和/或邏輯塊組件的形式來描述工藝和技術(shù)，并參考操作的符號表示、處理任務(wù)和由各種計算組件或設(shè)備來執(zhí)行的功能。這樣的操作、任務(wù)和功能有時是指由計算機執(zhí)行、計算機化、軟件實施或計算機實施。在實際操作中，一個或多個處理器設(shè)備可以通過操作系統(tǒng)存儲器中的存儲位置處的數(shù)據(jù)位以及其他處理信號來執(zhí)行所述操作、任務(wù)和功能。保持?jǐn)?shù)據(jù)位的存儲位置是具有對應(yīng)于數(shù)據(jù)位的特定的電、磁、光或有機特性的物理位置。應(yīng)當(dāng)理解，圖中所示的各種塊組件可以通過配置為執(zhí)行指定功能的任何數(shù)目的硬件、軟件和/或固件組件來實現(xiàn)。例如，系統(tǒng)或組件的實施例可采用各種集成電路組件(例如，存儲器元件、數(shù)字信號處理元件、邏輯元件、查詢表等)，它們可以在一個或多個微處理器或其他控制設(shè)備的控制下執(zhí)行各種功能。

當(dāng)在軟件或固件中實施時，本文所描述的系統(tǒng)的各種元件在本質(zhì)上是執(zhí)行各種任務(wù)的代碼段或指令。程序或代碼段可存儲在可讀處理器介質(zhì)中，或由計算機數(shù)據(jù)信號傳輸，該計算機數(shù)據(jù)信號包含在傳輸介質(zhì)或通信路徑上的載波中。“計算機可讀介質(zhì)”、“處理器可讀介質(zhì)”或“機器可讀介質(zhì)”可以包括能存儲或發(fā)送信息的任何介質(zhì)?？勺x處理器介質(zhì)的實例包括電子電路、半導(dǎo)體存儲器設(shè)備、只讀存儲器(ROM)、閃存、可擦除ROM(EROM)、軟盤、CD-ROM、光盤、硬盤、光纖介質(zhì)、射頻(RF)鏈路等。計算機數(shù)據(jù)信號可包括能在傳輸介質(zhì)傳播的任何信號，所述傳輸介質(zhì)諸如電子網(wǎng)絡(luò)信道、光纖、空氣、電磁場路或RF鏈路。代碼段可經(jīng)由計算機網(wǎng)絡(luò)下載，諸如因特網(wǎng)，內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)(LAN)等。

為了簡潔起見，在本文中可能沒有詳細(xì)描述與信號處理、數(shù)據(jù)傳輸、發(fā)信號、網(wǎng)絡(luò)控制以及所述系統(tǒng)的其他功能方面(以及系統(tǒng)的獨立操作組件)相關(guān)的常規(guī)技術(shù)。此外，本文中包含的各圖中展示的連接線旨在表示各元件之間的示例性功能關(guān)系和/或物理聯(lián)接。應(yīng)當(dāng)注意的是，在本主題的實施例中存在許多可替代的或者其他的功能關(guān)系或者物理連接。

本說明書中所描述的一些功能性單元是指“模塊”，以便更具體地強調(diào)它們的實現(xiàn)獨立性。例如，將本文的功能性所指為模塊可被全部或部分地實施為硬件電路，該硬件電路包括慣用VLSI電路或門陣列、現(xiàn)有半導(dǎo)體，諸如邏輯芯片、晶體管或其他分立元器件。也可以將模塊實施于可編程硬件設(shè)備中，諸如現(xiàn)場可編程門陣列、可編程陣列邏輯、可編程邏輯設(shè)備等。也可以在由各種類型的處理器執(zhí)行的軟件中實施模塊。例如，所識別出的可執(zhí)行代碼可以包括計算機指令的一個或多個物理或邏輯模塊，這些模塊可以，例如被組織為對象、過程或函數(shù)。然而，識別模塊的可執(zhí)行文件不必物理地設(shè)置在一起，而是可以包括存儲在不同位置的迥然不同的指令，當(dāng)識別模塊的可執(zhí)行文件邏輯地接合在一起時，包括該模塊并實現(xiàn)該模塊所宣稱的目的?？蓤?zhí)行代碼的模塊可以是單個指令或許多指令，并且甚至可以在幾個不同的代碼段上、不同的程序中和跨越幾個存儲器設(shè)備來分布。同樣地，操作數(shù)據(jù)可以以任何適合的形式被包含并組織在任何合適類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。操作數(shù)據(jù)可以收集為單個數(shù)據(jù)集，或者分布到不同位置，包括不同存儲設(shè)備上，并且可以至少部分地、僅僅作為系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)上的電子信號而存在。

雖然在本發(fā)明的上述詳細(xì)描述中提出了至少一個示例性實施例，但應(yīng)當(dāng)理解，存在很多變化。應(yīng)當(dāng)理解，在此描述的示例性實施例或若干個實施例并不旨在以任何方式限制所要求保護(hù)的本主體的范圍、適用性或配置。而前述詳細(xì)說明為本領(lǐng)域技術(shù)人員實施所述的實施例和實施方式提供了便利的路線圖。應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明的范疇的情況下，可以在元件的功能和布置上進(jìn)行各種變化，本發(fā)明的范疇由權(quán)利要求限定，所述權(quán)利要求包括提交該專利申請時的已知等效物和可預(yù)見性的等效物。