本發(fā)明涉及無人駕駛汽車行駛中的航跡推算算法，尤其是一種基于多點(diǎn)GPS的無人駕駛汽車行駛中的航跡推算算法。

背景技術(shù)：

無人駕駛車輛在國際上也稱為機(jī)器人車輛，屬于室外移動(dòng)機(jī)器人的一種，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃與決策、控制等多項(xiàng)功能于一體的綜合智能系統(tǒng)，涵蓋了機(jī)械、控制、傳感器技術(shù)、信號(hào)處理、模式識(shí)別、人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)。近年來，各國加大了對(duì)無人駕駛汽車的研究，無人駕駛汽車的發(fā)展也成為衡量一個(gè)國家工業(yè)化發(fā)展程度的重要標(biāo)志。無人駕駛汽車作為一個(gè)復(fù)雜的智能系統(tǒng)，涉及的內(nèi)容主要有如下幾個(gè)方面：體系結(jié)構(gòu)、環(huán)境感知、定位導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)控制和一體化設(shè)計(jì)。

在導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，最常用的是GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，但是GPS導(dǎo)航系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)環(huán)境和遮擋地域可能出現(xiàn)接收機(jī)不易捕獲和跟蹤GPS信號(hào)，導(dǎo)致GPS功能失效，造成無人駕駛汽車行駛軌跡出現(xiàn)斷點(diǎn)，軌跡不連續(xù)，當(dāng)斷點(diǎn)持續(xù)的時(shí)間較長時(shí)，無人駕駛汽車將會(huì)出現(xiàn)監(jiān)控空白，存在嚴(yán)重的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于多點(diǎn)GPS的無人駕駛汽車行駛中的航跡推算方法，降低GPS導(dǎo)航系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)環(huán)境下出現(xiàn)的失靈現(xiàn)象。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于多點(diǎn)GPS的無人駕駛汽車行駛中的航跡推算方法，具有如下步驟：

步驟1：首先通過激光掃描雷達(dá)建立環(huán)境地圖，獲取車輛周圍的地理位置信息；

步驟2：兩個(gè)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)分別安裝在車輛的左、右側(cè)，兩個(gè)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)車輛進(jìn)行定位；

步驟3：通過兩個(gè)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)分別獲取左邊目標(biāo)地點(diǎn)以及車身方位角信息以及獲取右邊目標(biāo)地點(diǎn)以及車身方位角信息；

步驟4：采用航跡推算算法分別對(duì)兩個(gè)定位系統(tǒng)獲取到的信息進(jìn)行處理，計(jì)算出車輛的位置信息和行駛軌跡。

具體地，所述航跡推算算法步驟如下：

(1)該算法采用絕對(duì)坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)軸(Y)指向北方即磁北向，用橫軸(X)指向東方；

(2)獲取采樣時(shí)間間隔i(i＝0，1，2，····n)的縱向距離為d(i)；

(3)獲取無人駕駛汽車縱向與磁北向的夾角α(i)，磁北向與真北向之間的夾角為α_b；

(4)無人駕駛汽車縱向與真北向的夾角α′(i)為如下公式所得出；

α′(i)＝α(i)+α_b；

(5)根據(jù)以下公式確定無人駕駛汽車在第n個(gè)采樣時(shí)刻的位置(x(n)，y(n))：

(6)設(shè)定采樣周期T固定，在第i(i＝0，1，2，····n)個(gè)采樣時(shí)刻無人駕駛汽車的縱向速度為v(i)，小車的行駛軌跡由以下公式得出：

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用兩個(gè)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)定位，降低了GPS導(dǎo)航系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)環(huán)境下出現(xiàn)的失靈現(xiàn)象；航跡推算算法的改進(jìn)，加快了定位的速度，同時(shí)也提高了定位的準(zhǔn)確性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的控制流程圖；

圖2是本發(fā)明的航跡推算算法流程圖；

圖3是本發(fā)明的航跡推算坐標(biāo)定位圖；

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1所示，一種基于多點(diǎn)GPS的無人駕駛汽車行駛中的航跡推算方法，具有如下步驟：

步驟1：首先通過激光掃描雷達(dá)建立環(huán)境地圖，獲取車輛周圍的地理位置信息；

步驟2：兩個(gè)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)分別安裝在車輛的左、右側(cè)，兩個(gè)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)車輛進(jìn)行定位；

步驟3：通過兩個(gè)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)分別獲取左邊目標(biāo)地點(diǎn)以及車身方位角信息以及獲取右邊目標(biāo)地點(diǎn)以及車身方位角信息；

步驟4：采用航跡推算算法分別對(duì)兩個(gè)定位系統(tǒng)獲取到的信息進(jìn)行處理，計(jì)算出車輛的位置信息和行駛軌跡。

具體地，如圖2，土3所示，所述航跡推算算法步驟如下：

(1)該算法采用絕對(duì)坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)軸(Y)指向北方即磁北向，用橫軸(X)指向東方；

(2)獲取采樣時(shí)間間隔i(i＝0，1，2，····n)的縱向距離為d(i)；

(3)獲取無人駕駛汽車縱向與磁北向的夾角α(i)，磁北向與真北向之間的夾角為α_b；

(4)無人駕駛汽車縱向與真北向的夾角α′(i)為如下公式所得出；

α′(i)＝α(i)+α_b；

(5)根據(jù)以下公式確定無人駕駛汽車在第n個(gè)采樣時(shí)刻的位置(x(n)，y(n))：

(6)設(shè)定采樣周期T固定，在第i(i＝0，1，2，····n)個(gè)采樣時(shí)刻無人駕駛汽車的縱向速度為v(i)，小車的行駛軌跡由以下公式得出：

本發(fā)明對(duì)無人駕駛汽車的導(dǎo)航不穩(wěn)定性提供了解決方案。改進(jìn)航跡推算算法，加快了GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的定位，同時(shí)，提高了定位的準(zhǔn)確性，降低了GPS導(dǎo)航系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)環(huán)境和遮擋區(qū)域可能出現(xiàn)接收機(jī)不易捕獲和跟蹤GPS信號(hào)，導(dǎo)致GPS功能失效的可能，保證了無人駕駛汽車的穩(wěn)定運(yùn)行。

車身所載的兩個(gè)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，分別獲取左、右目標(biāo)地點(diǎn)及車身方位角信息；

改進(jìn)航跡推算算法，該算法相對(duì)于原有的航跡推算算法，加快了位置定位的速度，同時(shí)也提高了定位的準(zhǔn)確性；

本發(fā)明采用兩個(gè)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)定位，降低了GPS導(dǎo)航系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)環(huán)境下出現(xiàn)的失靈現(xiàn)象；航跡推算算法的改進(jìn)，加快了定位的速度，同時(shí)也提高了定位的準(zhǔn)確性。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。