CN112533142A - 车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：通过获取到的当前时刻运动状态参数计算确定惯性导航数据，再根据预设时刻接收到的各基站发射的定位信号，确定车辆在预设时刻的位置数据，根据上述车辆在预设时刻的位置数据和惯性导航数据得到车辆在当前时刻的位置数据。通过惯性导航数据对车辆在预设时刻位置数据的计算，得到车辆在接收到一次定位信号但尚未接收到下一次定位信号过程中的位置数据，使车辆在高速行驶时定位精度得到提升。
Description
技术领域
本申请涉及导航技术领域，特别是涉及一种车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着导航技术的发展，出现了车辆定位技术，在车辆上安装***件，通过发送的信号信息进行计算测量，实现定位。
但是，传统的通过预设UWB定位基站，在行驶的车辆上安装***件，通过上行测量方式测量车辆位置的方法，其测量方式延时较大，在车辆行驶速度较快时，测量延时高，不能满足车辆高速行驶时的定位精度要求。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高车辆定位精度的车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种车辆定位方法，所述方法包括：
获取当前时刻的运动状态参数；
根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据；
根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，所述预设时刻为距离所述当前时刻最近的定位信号接收时刻；
根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据。
在其中一个实施例中，所述运动状态参数包括预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值；
所述根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据，包括：
根据所述预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值确定惯性导航数据。
在其中一个实施例中，所述惯性导航数据包括：所述车辆在所述当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移数据和所述车辆在所述当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移方向角度；
所述根据所述预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值确定惯性导航数据，确定惯性导航数据包括：
根据所述当前时刻与所述预设时刻之差、瞬时速度和瞬时加速度，确定所述车辆在所述当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移数据；
根据所述当前时刻与所述预设时刻之差、所述速度方向角和所述角速度值，确定所述车辆在所述当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移方向角度。
在其中一个实施例中，根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据，包括：
将所述惯性位移数据按照所述惯性位移方向角度拆分，得到在所述惯性位移方向角度上的惯性位移分量；
将所述车辆在预设时刻的位置数据加上所述惯性位移分量，得到所述车辆在所述当前时刻的位置数据。
在其中一个实施例中，所述瞬时加速度值的获取方式包括：
通过所述车辆上的接收机内置的加速度传感器采集所述瞬时加速度值；
所述角速度值的获取方式包括：
通过所述接收机内置的陀螺仪采集所述角速度值。
在其中一个实施例中，所述瞬时速度的获取方式包括：
根据预设时刻的位置数据和所述预设时刻的前一时刻的位置数据，以及前一时刻与所述预设时刻之差，计算得到所述预设时刻的瞬时速度。
在其中一个实施例中，所述根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，包括：
根据预设时刻接收的各基站发射的定位信号到达所述车辆的时间差，确定所述车辆在所述预设时刻的位置数据。
一种车辆定位装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取当前时刻的运动状态参数；
第一计算模块，用于根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据；
第二计算模块，用于根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，所述预设时刻为距离所述当前时刻最近的定位信号接收时刻；
确定模块，用于根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取当前时刻的运动状态参数；
根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据；
根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，所述预设时刻为距离所述当前时刻最近的定位信号接收时刻；
根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取当前时刻的运动状态参数；
根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据；
根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，所述预设时刻为距离所述当前时刻最近的定位信号接收时刻；
根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据。
上述车辆定位方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取到的当前时刻运动状态参数计算确定惯性导航数据，再根据预设时刻接收到的各基站发射的定位信号，确定车辆在预设时刻的位置数据，根据上述车辆在预设时刻的位置数据和惯性导航数据得到车辆在当前时刻的位置数据，通过车辆在预设时刻的位置数据和惯性导航数据对车辆当前位置数据进行计算，得到车辆在接收到上一次定位信号但尚未接收到下一次定位信号过程中的位置数据，使得车辆在高速行驶时的定位精度得到提升。
附图说明
图1为一个实施例中车辆定位方法的应用环境图；
图2为一个实施例中车辆定位方法的流程示意图；
图3为一个实施例中车辆定位接收器的内部结构示意图；
图4为一个实施例中车辆定位装置的结构框图；
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的车辆定位方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，基站终端102、104、106、108、110通过发射信号与车辆***112进行通信。其中，基站终端102、104、106、108、110可以但不限于是各种信号发射站、信号发射器等发射信号的设备，车辆***112可以是包含信号接收器和处理器的设备。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种车辆定位方法，以该方法应用于图1中的车辆***为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202，获取当前时刻的运动状态参数。
其中，当前时刻为所要确定的车辆位置数据的时刻，即车辆在接收到定位信号与下一次接收定位信号之间，待确定的车辆位置数据的时刻。
具体地，车辆在行驶过程中，由车辆上安装的***件采集获取车辆在当前时刻的运动状态参数，该运动状态参数可以通过数据表征车辆在当前时刻的运动状态，包括预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值。其中的***件是车辆用于接收外部信息的接收机，可以是用来接收信号的传感器，也可以是数据采集的传感器等。
步骤204，根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据。
具体地，通过获取到的车辆在当前时刻的运动状态参数，确定车辆的惯性导航数据，包括车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移数据和车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移方向角度，该惯性导航数据用于获得车辆在未重新接收到定位信号的时间内的位置移动数据，即上一次接收信号与下一次接收信号的过程中的位置移动数据。
步骤206，根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，所述预设时刻为距离所述当前时刻最近的定位信号接收时刻。
具体地，各基站按照特定时间顺序发射定位信号，车辆的接收机即器件会接收到此定位信号，接收机对接收到各个基站信号的时间差进行计算，根据计算出的各个基站信号到达接收机的时间差，再通过下行TDOA(Time Difference of Arrival)算法求得在车辆在预设时刻的位置数据。其中预设时刻为距离当前时刻，最近一次接收到信号的时刻，该时刻的位置数据可通过基站信号到达接收机的时间求得。上述TDOA算法为一种利用时间差进行定位的方法，该方法通过测量信号到达接收机的时间，确定信号源的距离，利用信号源到接收机的距离，通过比较信号到达接收机的绝对时间差，就能作出以接收机为焦点，距离差为长轴的双曲线，双曲线的交点就是接收机的位置。
步骤208，根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据。
具体地，车辆在当前时刻位置数据可由车辆在预设时刻的位置数据与惯性导航数据相加所得，惯性导航数据表征车辆在上一次接收信号与下一次接收信号的过程中的位置移动数据，车辆在预设时刻的位置经过惯性移动后即为车辆在当前时刻的位置。
上述车辆定位方法中，通过获取到的当前时刻运动状态参数计算确定惯性导航数据，再根据预设时刻接收到的各基站发射的定位信号，确定车辆在预设时刻的位置数据，根据上述车辆在预设时刻的位置数据和惯性导航数据得到车辆在当前时刻的位置数据。通过惯性导航数据对车辆在预设时刻位置数据的计算，得到车辆在接收到一次定位信号但尚未接收到下一次定位信号过程中的位置数据，使车辆在高速行驶时定位精度得到提升。
在一个实施例中，运动状态参数包括预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值；
根据当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据，包括：
根据预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值确定惯性导航数据。
具体地，运动状态参数用于表征车辆在行驶过程中的运动状态，其中预设时刻的瞬时速度用于表征车辆在预设时刻的行驶速度；预设时刻的速度方向角即为车辆在预设时刻的位置相对于车辆在预设时刻前一时刻的位置的角度；当前时刻的瞬时加速度通过车辆接收机内置的加速度计采集所得，用于表征车辆在当前时刻的加速度情况以及参与惯性导航数据的计算；当前时刻的角速度值通过车辆接收机内置的陀螺仪采集所得，用于参与惯性导航数据的计算，惯性导航数据的计算可以用于确定车辆在当前时刻的位置数据，提高车辆在高速行驶时的位置精度。
在一个实施例中，惯性导航数据包括：车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移数据和车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移方向角度；
根据预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值确定惯性导航数据，确定惯性导航数据包括：
根据当前时刻与预设时刻之差、瞬时速度和瞬时加速度，确定车辆在当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移数据；
根据当前时刻与预设时刻之差、速度方向角和角速度值，确定车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移方向角度。
具体地，惯性导航数据中的惯性位移数据为车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移，首先将当前时刻的瞬时加速度与当前时刻与预设时刻的时间差相乘再除以2，再将所得数据加上预设时刻的瞬时速度，最后将上述计算数据与当前时刻与预设时刻的时间差相乘，最终得到的结果即为惯性位移数据；惯性导航数据中的惯性位移方向角度为当前时刻的角速度值与当前时刻与预设时刻时间差的乘积再与预设时刻的速度方向角相加所得。
在一个实施例中，根据车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在当前时刻的位置数据，包括：
将惯性位移数据按照惯性位移方向角度拆分，得到在惯性位移方向角度上的惯性位移分量；
将车辆在预设时刻的位置数据加上惯性位移分量，得到车辆在当前时刻的位置数据。
具体地，惯性导航数据中的惯性位移数据表征位置方向，因此根据惯性导航数据中的惯性位移方向角，对惯性位移进行位移分量拆分，得到在惯性位移方向角度上的惯性位移分量，即得到惯性位移后的坐标值。采用车辆在预设时刻的位置数据中的位置坐标与惯性位移在拆分后的位置坐标相加，即可得到车辆在当前时刻的位置数据，即车辆在当前时刻的位置坐标，使用拆分后的位移分量数据计算会更加准确。
在一个实施例中，瞬时加速度值的获取方式包括：
通过车辆上的接收机内置的加速度传感器采集所述瞬时加速度值；
角速度值的获取方式包括：
通过接收机内置的陀螺仪采集所述角速度值。
具体地，车辆上的接收机会内置加速度计，计加速度传感器，以及陀螺仪，其中的加速度传感器可以采集到各个方向的瞬时加速度值；陀螺仪用于采集瞬时角速度，加速度计和陀螺仪采集到的数据用于参与后续惯性导航数据的计算。在车辆上的接收机内置加速度传感器和陀螺仪是为了可以及时获取到车辆运动状态参数，使得在车辆未接收到下一次定位信号的时候依然可以通过加速度计和陀螺仪采集到的瞬时运动参数计算出惯性位移，减小了由于接收信号不及时而导致的定位延时的情况，加速了位置响应。
在一个实施例中，瞬时速度的获取方式包括：
根据预设时刻的位置数据和预设时刻的前一时刻的位置数据，以及前一时刻与所述预设时刻之差，计算得到所述预设时刻的瞬时速度。
具体地，瞬时速度通过车辆在预设时刻的位置相对于车辆在预设时刻前一时刻的位置距离与预设时刻和预设时刻前一时刻的时间差相除所得，计算简单方便。
在一个实施例中，根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在预设时刻的位置数据，包括：
根据预设时刻接收的各基站发射的定位信号到达所述车辆的时间差，确定车辆在所述预设时刻的位置数据。
具体地，各个基站按照特定时间顺序发射定位信号，车辆上的接收机对该定位信号进行接收，由于基站到车辆的距离各不相同，因此基站发射的定位信号到达车辆的时间也各不相同，接收机通过计算各个基站信号到达的时间差，根据TDOA算法，计算出车辆在预设时刻的位置数据。
在一个实施例中，如图3所示，对接收器内部结构进行展示，接收机内置UWB接收器、加速度计和陀螺仪，其中UWB接收器用于接收各个基站发射出的定位信号；加速度计用于采集各个方向的加速度值；陀螺仪用于采集加速度。UWB接收机接收到基站发射出的信号后，会将信号传递到下行TDOA计算单元进行计算，计算结果为车辆在预设时刻的位置数据，并将计算结果传入至综合计算单元；加速度计和陀螺仪采集到的数据同样传入至综合计算单元，采集到的数据为车辆运动状态参数中的当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值，根据综合计算单元中的运动状态参数，确定惯性导航数据，上述在TDOA中计算得到的车辆在预设时刻的位置数据与惯性导航数据进行综合计算，最终得到车辆在当前时刻的位置数据；最后通过位置输出接口，将上述车辆在当前时刻按位移分量拆分后的位置数据进行输出，也就是最终得到了车辆在当前时刻的位置坐标。
本实施例中，通过在车辆上的接收机内置加速度传感器和陀螺仪以及通过下行TDOA确定的车辆在预设时刻的位置数据用于及时获取到的运动状态参数，接着根据运动状态参数确定惯性导航数据，根据计算所得的惯性导航数据以及通过定位信号到达车辆接收机的时间差所确定的车辆在预设时刻的位置数据获得车辆在当前时刻的位置数据。使得车辆在未接收到下一次定位信号的时候依然可以通过车辆在预设时刻的位置数据和惯性导航数据确定当前位置信息，达到了提高车辆在高速行驶过程中的定位精度的目的。
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种车辆定位装置，包括：获取模块402、第一计算模块404、第二计算模块406和确定模块408，其中：
获取模块402，用于获取当前时刻的运动状态参数。
第一计算模块404，用于根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据。
第二计算模块406，用于根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，所述预设时刻为距离所述当前时刻最近的定位信号接收时刻。
确定模块408，用于根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据，提高车辆在高速行驶时的定位精度。
在一个实施例中，获取模块402中获取到的运动状态参数包括：预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值。
具体地，运动状态参数用于表征车辆在行驶过程中的运动状态，其中预设时刻的瞬时速度用于表征车辆在预设时刻的行驶速度；预设时刻的速度方向角即为车辆在预设时刻的位置相对于车辆在预设时刻前一时刻的位置的角度；当前时刻的瞬时加速度通过车辆接收机内置的加速度计采集所得，用于表征车辆在当前时刻的加速度情况以及参与惯性导航数据的计算；当前时刻的角速度值通过车辆接收机内置的陀螺仪采集所得，用于参与惯性导航数据的计算。
在一个实施例中，第一计算模块404中的惯性导航数据包括：车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移数据和车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移方向角度；
第一计算模块404还用于根据当前时刻与预设时刻之差、瞬时速度和瞬时加速度，确定车辆在当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移数据；以及根据当前时刻与预设时刻之差、速度方向角和角速度值，确定车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移方向角度。
具体地，惯性导航数据中的惯性位移数据为车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移，首先将当前时刻的瞬时加速度与当前时刻与预设时刻的时间差相乘再除以2，再将所得数据加上预设时刻的瞬时速度，最后将上述计算数据与当前时刻与预设时刻的时间差相乘，最终得到的结果即为惯性位移数据；惯性导航数据中的惯性位移方向角度为当前时刻的角速度值与当前时刻与预设时刻时间差的乘积再与预设时刻的速度方向角相加所得。
在一个实施例中，第二计算模块406还用于将惯性位移数据按照惯性位移方向角度拆分，得到在惯性位移方向角度上的惯性位移分量；以及将车辆在预设时刻的位置数据加上惯性位移分量，得到车辆在当前时刻的位置数据。
具体地，惯性导航数据中的惯性位移数据表征位置方向，因此根据惯性导航数据中的惯性位移方向角，对惯性位移进行位移分量拆分，得到在惯性位移方向角度上的惯性位移分量，即得到惯性位移后的坐标值。采用车辆在预设时刻的位置数据中地位置坐标与惯性位移在拆分后的位置坐标相加，即可得到车辆在当前时刻的位置数据，即车辆在当前时刻的位置坐标。
在一个实施例中，获取模块402还用于通过车辆上的接收机内置的加速度传感器采集所述瞬时加速度值；以及通过接收机内置的陀螺仪采集所述角速度值。
具体地，车辆上的接收机会内置加速度计，计加速度传感器，以及陀螺仪，其中的加速度传感器可以采集到各个方向的瞬时加速度值；陀螺仪用于采集瞬时角速度，加速度计和陀螺仪采集到的数据用于参与后续惯性导航数据的计算。在车辆上的接收机内置加速度传感器和陀螺仪是为了可以及时获取到车辆运动状态参数，使得在车辆未接收到下一次定位信号的时候依然可以通过加速度计和陀螺仪采集到的瞬时运动参数计算出惯性位移，减小了由于接收信号不及时而导致的定位延时的情况，加速了位置响应。
在一个实施例中，获取模块402还用于根据预设时刻的位置数据和预设时刻的前一时刻的位置数据，以及前一时刻与所述预设时刻之差，计算得到所述预设时刻的瞬时速度。
具体地，瞬时速度通过车辆在预设时刻的位置相对于车辆在预设时刻前一时刻的位置距离与预设时刻和预设时刻前一时刻的时间差相除所得。
在一个实施例中，第二计算模块406根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在预设时刻的位置数据，包括：
根据预设时刻接收的各基站发射的定位信号到达所述车辆的时间差，确定车辆在所述预设时刻的位置数据。
具体地，各个基站按照特定时间顺序发射定位信号，车辆上的接收机对该定位信号进行接收，由于基站到车辆的距离各不相同，因此基站发射的定位信号到达车辆的时间也各不相同，接收机通过计算各个基站信号到达的时间差，根据TDOA算法，计算出车辆在预设时刻的位置数据。
关于车辆定位装置的具体限定可以参见上文中对于车辆定位方法的限定，在此不再赘述。上述车辆定位装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种车辆定位方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取当前时刻的运动状态参数；
根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据；
根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，所述预设时刻为距离所述当前时刻最近的定位信号接收时刻；
根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时，运动状态参数包括预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值；根据当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据，包括：根据预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值确定惯性导航数据。具体地，运动状态参数用于表征车辆在行驶过程中的运动状态，其中预设时刻的瞬时速度用于表征车辆在预设时刻的行驶速度；预设时刻的速度方向角即为车辆在预设时刻的位置相对于车辆在预设时刻前一时刻的位置的角度；当前时刻的瞬时加速度通过车辆接收机内置的加速度计采集所得，用于表征车辆在当前时刻的加速度情况以及参与惯性导航数据的计算；当前时刻的角速度值通过车辆接收机内置的陀螺仪采集所得，用于参与惯性导航数据的计算。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时的惯性导航数据包括：车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移数据和车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移方向角度；根据预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值确定惯性导航数据，确定惯性导航数据包括：根据当前时刻与预设时刻之差、瞬时速度和瞬时加速度，确定车辆在当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移数据；根据当前时刻与预设时刻之差、速度方向角和角速度值，确定车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移方向角度。具体地，惯性导航数据中的惯性位移数据为车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移，首先将当前时刻的瞬时加速度与当前时刻与预设时刻的时间差相乘再除以2，再将所得数据加上预设时刻的瞬时速度，最后将上述计算数据与当前时刻与预设时刻的时间差相乘，最终得到的结果即为惯性位移数据；惯性导航数据中的惯性位移方向角度为当前时刻的角速度值与当前时刻与预设时刻时间差的乘积再与预设时刻的速度方向角相加所得。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时根据车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在当前时刻的位置数据，包括：将惯性位移数据按照惯性位移方向角度拆分，得到在惯性位移方向角度上的惯性位移分量；将车辆在预设时刻的位置数据加上惯性位移分量，得到车辆在当前时刻的位置数据。具体地，惯性导航数据中的惯性位移数据表征位置方向，因此根据惯性导航数据中的惯性位移方向角，对惯性位移进行位移分量拆分，得到在惯性位移方向角度上的惯性位移分量，即得到惯性位移后的坐标值。采用车辆在预设时刻的位置数据中的位置坐标与惯性位移在拆分后的位置坐标相加，即可得到车辆在当前时刻的位置数据，即车辆在当前时刻的位置坐标。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时瞬时加速度值的获取方式包括：通过车辆上的接收机内置的加速度传感器采集所述瞬时加速度值；角速度值的获取方式包括：通过接收机内置的陀螺仪采集所述角速度值。具体地，车辆上的接收机会内置加速度计，计加速度传感器，以及陀螺仪，其中的加速度传感器可以采集到各个方向的瞬时加速度值；陀螺仪用于采集瞬时角速度，加速度计和陀螺仪采集到的数据用于参与后续惯性导航数据的计算。在车辆上的接收机内置加速度传感器和陀螺仪是为了可以及时获取到车辆运动状态参数，使得在车辆未接收到下一次定位信号的时候依然可以通过加速度计和陀螺仪采集到的瞬时运动参数计算出惯性位移，减小了由于接收信号不及时而导致的定位延时的情况，加速了位置响应。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时瞬时速度的获取方式包括：根据预设时刻的位置数据和预设时刻的前一时刻的位置数据，以及前一时刻与所述预设时刻之差，计算得到所述预设时刻的瞬时速度。具体地，瞬时速度通过车辆在预设时刻的位置相对于车辆在预设时刻前一时刻的位置距离与预设时刻和预设时刻前一时刻的时间差相除所得。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在预设时刻的位置数据，包括：根据预设时刻接收的各基站发射的定位信号到达所述车辆的时间差，确定车辆在所述预设时刻的位置数据。具体地，各个基站按照特定时间顺序发射定位信号，车辆上的接收机对该定位信号进行接收，由于基站到车辆的距离各不相同，因此基站发射的定位信号到达车辆的时间也各不相同，接收机通过计算各个基站信号到达的时间差，根据TDOA算法，计算出车辆在预设时刻的位置数据。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取当前时刻的运动状态参数；
根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据；
根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，所述预设时刻为距离所述当前时刻最近的定位信号接收时刻；
根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时，运动状态参数包括预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值；根据当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据，包括：根据预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值确定惯性导航数据。具体地，运动状态参数用于表征车辆在行驶过程中的运动状态，其中预设时刻的瞬时速度用于表征车辆在预设时刻的行驶速度；预设时刻的速度方向角即为车辆在预设时刻的位置相对于车辆在预设时刻前一时刻的位置的角度；当前时刻的瞬时加速度通过车辆接收机内置的加速度计采集所得，用于表征车辆在当前时刻的加速度情况以及参与惯性导航数据的计算；当前时刻的角速度值通过车辆接收机内置的陀螺仪采集所得，用于参与惯性导航数据的计算。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时的惯性导航数据包括：车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移数据和车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移方向角度；根据预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值确定惯性导航数据，确定惯性导航数据包括：根据当前时刻与预设时刻之差、瞬时速度和瞬时加速度，确定车辆在当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移数据；根据当前时刻与预设时刻之差、速度方向角和角速度值，确定车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移方向角度。具体地，惯性导航数据中的惯性位移数据为车辆在当前时刻相对于预设时刻的惯性位移，首先将当前时刻的瞬时加速度与当前时刻与预设时刻的时间差相乘再除以2，再将所得数据加上预设时刻的瞬时速度，最后将上述计算数据与当前时刻与预设时刻的时间差相乘，最终得到的结果即为惯性位移数据；惯性导航数据中的惯性位移方向角度为当前时刻的角速度值与当前时刻与预设时刻时间差的乘积再与预设时刻的速度方向角相加所得。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时根据车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在当前时刻的位置数据，包括：将惯性位移数据按照惯性位移方向角度拆分，得到在惯性位移方向角度上的惯性位移分量；将车辆在预设时刻的位置数据加上惯性位移分量，得到车辆在当前时刻的位置数据。具体地，惯性导航数据中的惯性位移数据表征位置方向，因此根据惯性导航数据中的惯性位移方向角，对惯性位移进行位移分量拆分，得到在惯性位移方向角度上的惯性位移分量，即得到惯性位移后的坐标值。采用车辆在预设时刻的位置数据中的位置坐标与惯性位移在拆分后的位置坐标相加，即可得到车辆在当前时刻的位置数据，即车辆在当前时刻的位置坐标。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时瞬时加速度值的获取方式包括：通过车辆上的接收机内置的加速度传感器采集所述瞬时加速度值；角速度值的获取方式包括：通过接收机内置的陀螺仪采集所述角速度值。具体地，车辆上的接收机会内置加速度计，计加速度传感器，以及陀螺仪，其中的加速度传感器可以采集到各个方向的瞬时加速度值；陀螺仪用于采集瞬时角速度，加速度计和陀螺仪采集到的数据用于参与后续惯性导航数据的计算。在车辆上的接收机内置加速度传感器和陀螺仪是为了可以及时获取到车辆运动状态参数，使得在车辆未接收到下一次定位信号的时候依然可以通过加速度计和陀螺仪采集到的瞬时运动参数计算出惯性位移，减小了由于接收信号不及时而导致的定位延时的情况，加速了位置响应。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时瞬时速度的获取方式包括：根据预设时刻的位置数据和预设时刻的前一时刻的位置数据，以及前一时刻与所述预设时刻之差，计算得到所述预设时刻的瞬时速度。具体地，瞬时速度通过车辆在预设时刻的位置相对于车辆在预设时刻前一时刻的位置距离与预设时刻和预设时刻前一时刻的时间差相除所得。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在预设时刻的位置数据，包括：根据预设时刻接收的各基站发射的定位信号到达所述车辆的时间差，确定车辆在所述预设时刻的位置数据。具体地，各个基站按照特定时间顺序发射定位信号，车辆上的接收机对该定位信号进行接收，由于基站到车辆的距离各不相同，因此基站发射的定位信号到达车辆的时间也各不相同，接收机通过计算各个基站信号到达的时间差，根据TDOA算法，计算出车辆在预设时刻的位置数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种车辆定位方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前时刻的运动状态参数；
根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据；
根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，所述预设时刻为距离所述当前时刻最近的定位信号接收时刻；
根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动状态参数包括预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值；
所述根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据，包括：
根据所述预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值确定惯性导航数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述惯性导航数据包括：所述车辆在所述当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移数据和所述车辆在所述当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移方向角度；
所述根据所述预设时刻的瞬时速度、预设时刻的速度方向角、当前时刻的瞬时加速度和当前时刻的角速度值确定惯性导航数据，确定惯性导航数据包括：
根据所述当前时刻与所述预设时刻之差、瞬时速度和瞬时加速度，确定所述车辆在所述当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移数据；
根据所述当前时刻与所述预设时刻之差、所述速度方向角和所述角速度值，确定所述车辆在所述当前时刻相对于所述预设时刻的惯性位移方向角度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据，包括：
将所述惯性位移数据按照所述惯性位移方向角度拆分，得到在所述惯性位移方向角度上的惯性位移分量；
将所述车辆在预设时刻的位置数据加上所述惯性位移分量，得到所述车辆在所述当前时刻的位置数据。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述瞬时加速度值的获取方式包括：
通过所述车辆上的接收机内置的加速度传感器采集所述瞬时加速度值；
所述角速度值的获取方式包括：
通过所述接收机内置的陀螺仪采集所述角速度值。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述瞬时速度的获取方式包括：
根据预设时刻的位置数据和所述预设时刻的前一时刻的位置数据，以及前一时刻与所述预设时刻之差，计算得到所述预设时刻的瞬时速度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，包括：
根据预设时刻接收的各基站发射的定位信号到达所述车辆的时间差，确定所述车辆在所述预设时刻的位置数据。
8.一种车辆定位装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取当前时刻的运动状态参数；
第一计算模块，用于根据所述当前时刻的运动状态参数确定惯性导航数据；
第二计算模块，用于根据预设时刻所接收的各基站发射的定位信号，确定车辆在所述预设时刻的位置数据，所述预设时刻为距离所述当前时刻最近的定位信号接收时刻；
确定模块，用于根据所述车辆在预设时刻的位置数据和所述惯性导航数据，确定车辆在所述当前时刻的位置数据。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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- 2020-10-29 CN CN202011176878.2A patent/CN112533142A/zh active Pending
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