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GPS的無人駕駛汽車行駛中的航跡推算算法。

背景技術：

無人駕駛車輛在國際上也稱為機器人車輛，屬于室外移動機器人的一種，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃與決策、控制等多項功能于一體的綜合智能系統(tǒng)，涵蓋了機械、控制、傳感器技術、信號處理、模式識別、人工智能和計算機技術等多學科知識。近年來，各國加大了對無人駕駛汽車的研究，無人駕駛汽車的發(fā)展也成為衡量一個國家工業(yè)化發(fā)展程度的重要標志。無人駕駛汽車作為一個復雜的智能系統(tǒng)，涉及的內(nèi)容主要有如下幾個方面：體系結構、環(huán)境感知、定位導航、路徑規(guī)劃、運動控制和一體化設計。

在導航定位系統(tǒng)中，最常用的是GPS衛(wèi)星導航定位技術，但是GPS導航系統(tǒng)在動態(tài)環(huán)境和遮擋地域可能出現(xiàn)接收機不易捕獲和跟蹤GPS信號，導致GPS功能失效，造成無人駕駛汽車行駛軌跡出現(xiàn)斷點，軌跡不連續(xù)，當斷點持續(xù)的時間較長時，無人駕駛汽車將會出現(xiàn)監(jiān)控空白，存在嚴重的安全隱患。

技術實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于多點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GPS導航系統(tǒng)分別安裝在車輛的左、右側(cè)，兩個GPS導航系統(tǒng)對車輛進行定位；

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

步驟4：采用航跡推算算法分別對兩個定位系統(tǒng)獲取到的信息進行處理，計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)該算法采用絕對坐標系，用縱坐標軸(Y)指向北方即磁北向，用橫軸(X)指向東方；

(2)獲取采樣時間間隔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個采樣時刻的位置(x(n)，y(n))：

(6)設定采樣周期T固定，在第i(i＝0，1，2，····n)個采樣時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GPS導航系統(tǒng)定位，降低了GPS導航系統(tǒng)在動態(tài)環(huán)境下出現(xiàn)的失靈現(xiàn)象；航跡推算算法的改進，加快了定位的速度，同時也提高了定位的準確性。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。

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)明的航跡推算坐標定位圖；

具體實施方式

現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。

如圖1所示，一種基于多點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GPS導航系統(tǒng)分別安裝在車輛的左、右側(cè)，兩個GPS導航系統(tǒng)對車輛進行定位；

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

步驟4：采用航跡推算算法分別對兩個定位系統(tǒng)獲取到的信息進行處理，計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)該算法采用絕對坐標系，用縱坐標軸(Y)指向北方即磁北向，用橫軸(X)指向東方；

(2)獲取采樣時間間隔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個采樣時刻的位置(x(n)，y(n))：

(6)設定采樣周期T固定，在第i(i＝0，1，2，····n)個采樣時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)明對無人駕駛汽車的導航不穩(wěn)定性提供了解決方案。改進航跡推算算法，加快了GPS導航系統(tǒng)的定位，同時，提高了定位的準確性，降低了GPS導航系統(tǒng)在動態(tài)環(huán)境和遮擋區(qū)域可能出現(xiàn)接收機不易捕獲和跟蹤GPS信號，導致GPS功能失效的可能，保證了無人駕駛汽車的穩(wěn)定運行。

車身所載的兩個GPS導航系統(tǒng)，分別獲取左、右目標地點及車身方位角信息；

改進航跡推算算法，該算法相對于原有的航跡推算算法，加快了位置定位的速度，同時也提高了定位的準確性；

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

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