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申请/专利权人：长江师范学院

摘要：本发明公开了基础设施受限场景下基于车辆运动状态的车辆定位方法，涉及车辆定位技术领域。本发明包括：当车辆行驶到基础设施不受限时获得车辆的准确位置，作为已知锚点；基础设施受限的场景下，将车辆分为：近似直线行驶状态、转弯行驶状态、爬坡或下坡行驶状态；根据已知锚点计算出车辆的位置。本发明对于近似直线水平运动能够达到近似厘米级的定位精度；本发明提供了一种在立交桥近似直线运动时的一种简单定位方法，是一种解决立交桥定位问题的较好的方法；在车辆转弯这种对定位速率要求较快的场景下，本算法因其复杂度较低，数据处理量较少的特点可以在极大程度满足其速率要求又能保证定位精度。

主权项：1.基础设施受限场景下基于车辆运动状态的车辆定位方法，其特征在于：包括以下步骤：根据与车辆有效连接的基站数量判断车辆所处的场景；当车辆行驶到基础设施不受限的场景下，此时通过GPS定位或基站定位获得车辆的准确位置，且将此时的定位结果存储下来作为已知锚点，为车辆行驶到基础设施受限场景下定位提供依据；当判断车辆行驶到基础设施受限的场景下，对车辆行驶状态判断，将车辆行驶状态分为：近似直线行驶状态、转弯行驶状态、爬坡或下坡行驶状态；当车辆处于近似直线行驶状态时，根据已知锚点和车辆的行驶轨迹是否与已知锚点近似在一条直线计算出车辆的位置；当车辆处于爬坡或下坡行驶状态时，根据已知锚点和陀螺仪垂直角度计算出车辆的位置；当车辆处于转弯行驶状态时，通过已知锚点且将短时转弯的弧度近似为一条直线的方式计算出车辆的位置；其中，当车辆处于近似直线行驶状态时，根据已知锚点和车辆的行驶轨迹是否与已知锚点近似在一条直线计算出车辆的位置，主要包括：当车辆的行驶轨迹与已知锚点近似在一条直线时：设行驶速度为v，已知锚点的位置为x0,y0，记录已知锚点到车辆行驶到现位置的时间为t，车辆此时行驶的位置为x,y，则： 当车辆的行驶轨迹与已知锚点不近似在同一直线时：当无有效基站与车辆连接，直接应用三个已知锚点进行三边定位；只与一个基站有效连接：应用基站与两个已知锚点进行三边定位；只与两个基站有效连接：应用基站与一个已知锚点进行三边定位；应用三个已知锚点进行三边定位，主要包括：已知锚点到车辆的距离d1确定方法如下：根据车载陀螺仪确定车辆的行驶角度α，根据加速度计得到加速度a，和初速度v0；设已知锚点的位置为x0,y0，记录已知锚点到车辆行驶到现位置的时间为t，可以计算获得已知锚点到车辆的距离d1 车辆与基站间的距离d2确定方法如下：通过TDOA算法可以计算得到基站到车辆的垂直距离h，设基站高度为H，根据勾股定理可得车辆与基站间的距离d2： 三边定位的方法如下：设三个已知锚点为A、B、C，其标分别为x1,y1、x2,y2和x3,y3，未知D的坐标为x,y，D到A、B、C节点之间的距离分别为d1、d2和d3，则： 可得： 可得D的坐标值： 其中，当车辆处于爬坡或下坡行驶状态时，根据已知锚点和陀螺仪垂直角度计算出车辆的位置，主要包括：当车辆处于上坡或者下坡时：设已知锚点Ax0,y0，已知角度为陀螺仪垂直角度α，速度为v，行驶的时间为t，S为车辆与已知锚点A的距离，H为车辆与已知锚点A的高度差，d3为车辆与已知锚点A的水平位移，则： 当车辆处于上坡和下坡的中间路段时：根据运动学公式来计算车辆的位置，即：记已知锚点Ax0,y0，车辆位置为： 其中，当车辆处于转弯行驶状态时，通过已知锚点且将短时转弯的弧度近似为一条直线的方式计算出车辆的位置，主要包括：将短时转弯的弧度近似为一条直线；设车辆准备转弯时的位置为x0,y0，车辆行驶的速度为v0、加速度为a、时间为t，则车辆的位置x1,y1、与车辆准备转弯时的位置距离d4为：

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