一种星地协同定位方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及车辆定位技术领域，尤其涉及一种星地协同定位方法、系统及存储介质。

背景技术

汽车是日常生活中主要的交通工具之一，随着智能车辆和通信技术的快速发展，无人驾驶和辅助驾驶等技术也越来越成熟。导航定位作为无人驾驶和辅助驾驶等技术的关键技术,是实现无人驾驶和辅助驾驶的基础。

而现有技术中，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)是目前普遍使用的室外定位导航技术，但是仅使用卫星系统对车辆进行定位，其远程定位的精度和效率都无法达到无人驾驶和辅助驾驶的需求，无法保证无人驾驶的可靠性。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明公开了一种星地协同定位方法、系统及存储介质，用于提高车辆定位的效率及精准度。

为了实现上述目的，第一方面，本发明公开了一种星地协同定位方法，包括：

通过预设的全球导航卫星系统获取目标车辆的初始位置坐标及持续获取所述目标车辆的实时动态信息；

根据所述实时动态信息，通过预设的航位推演算法推演所述目标车辆的运动轨迹，进而获得所述目标车辆当前的估计位置坐标；

获取所述目标车辆预设范围内相邻车辆的位置信息，根据所述相邻车辆的位置信息矫正所述初始位置坐标及所述估计位置坐标，获得矫正初始位置坐标和矫正估计位置坐标；

根据所述矫正估计位置坐标对所述矫正初始位置坐标进行实时修改，获得所述目标车辆当前的实时坐标。

本发明公开了一种星地协同定位方法，首先通过预设的定位系统获取所述定位系统中保存的初始位置坐标及所述目标车辆的实时动态信息，以使根据所述初始位置坐标及所述实时动态信息，推演当前所述目标车辆所在的估计位置坐标，在根据所述定位系统获得所述目标车辆的推演坐标后，利用所述车辆预设范围内的相邻车辆的位置信息对所述目标车辆的初始位置坐标及所述估计位置坐标进行矫正，通过所述目标车辆周边车辆的位置信息对所述估计的位置做进一步的验证，既实现了星地的结合，同时用车辆周边的信息做进一步定位的矫正，提高了所述定位的精准度，根据所述矫正后的估计位置坐标对所述初始位置坐标做进一步的矫正，进一步从源头提高所述定位的精准度。

作为优选例子，在所述获取所述目标车辆预设范围内相邻车辆的位置信息，包括：

根据预设在所述目标车辆的雷达模块，在预设的范围内对所述目标车辆的周边进行扫描，确定所述目标车辆预设范围内的相邻车辆；

通过所述雷达模块获取所述相邻车辆与所述目标车辆的位置信息；所述位置信息包括所述相邻车辆的车辆位置坐标、所述目标车辆与所述相邻车辆之间的相对距离和相对角度。

本发明通过预设在所述目标车辆的雷达模块对所述目标车辆的周边进行扫描，获取所述目标车辆预设范围内的相邻车辆的车辆坐标，及相邻的距离和角度，以使后续将所述相邻车辆的位置信息作为所述目标车辆的定位的辅助定位数据，以此实现星地协同，进而提高车辆定位的精度。

作为优选例子，在所述根据所述相邻车辆的位置信息矫正所述初始位置坐标及所述估计位置坐标，获得矫正初始位置坐标和矫正估计位置坐标，包括：

在获取所述初始位置坐标对应的第一周期内，根据所述相邻车辆的位置信息计算所述目标车辆的多个第一相对位置坐标；

根据所述多个第一相对位置坐标矫正所述初始位置坐标得到矫正初始位置坐标；

对所述第一周期进行划分获得若干个第二周期，在每一个第二周期内根据所述相邻车辆的位置信息计算所述目标车辆的多个第二相对位置坐标；

根据所述多个第二相对位置坐标矫正所述估计位置坐标得到矫正估计位置坐标。

本发明在第一周期即大周期内通过预设范围内相邻车辆与目标车辆的相对位置关系来对目标车辆的初始位置坐标进行矫正，之后，在第二周期即小周期内按照预设范围内其他车辆与目标车辆的相对位置关系来矫正目标车辆的估计位置坐标，通过所述第一周期和第二周期的结合能够分别对目标车辆的初始位置坐标和估计位置坐标进行分别矫正，进而得到目标车辆的准确实时坐标，提高车辆定位的精准度。

作为优选例子，在所述根据多个第一相对位置坐标矫正所述初始位置坐标得到矫正初始位置坐标，包括

计算获得所述多个第一相对位置坐标和所述初始位置坐标的平均坐标值，将所述平均坐标值作为所述矫正初始位置坐标。

本发明利用周期内相邻车辆与目标车辆的位置信息对所述目标车辆的初始定位坐标做辅助性矫正，以使结合地面的车辆信息提高所述目标车辆定位的精准度。

作为优选例子，在所述根据所述多个第二相对位置坐标矫正所述估计位置坐标得到矫正估计位置坐标，包括：

判断所述多个第二相对位置坐标是否在所述估计位置坐标的预设范围内；

若所述多个第二相对位置坐标在所述估计位置坐标的预设范围内，则所述估计位置坐标为所述矫正估计位置坐标；

若所述多个第二相对位置坐标不在所述估计位置坐标的预设范围内，则计算所述多个第二相对位置坐标的平均坐标值，将所述平均坐标值作为所述矫正估计位置坐标；

所述平均坐标值表示为：

其中，

本发明通过将所述初始位置坐标对应的第一周期划分为若干个小周期，在所述小周期内获取相邻车辆的相对位置坐标，根据所述相对位置坐标的变化对所述车辆的估计位置坐标进行矫正，当所述相对位置坐标一直在预设范围内时，说明定位未发生改变，则此时不需要改变所述估计位置坐标，当所述相对位置坐标不在预设范围内时，说明卫星定位出现了延时或定位不准确，则此时可利用相邻车辆的位置信息对其进行修改，提高定位的精度及效率。

作为优选例子，在所述根据所述矫正估计位置坐标对所述矫正初始位置坐标进行实时修改，获得所述目标车辆当前的实时坐标，包括：

根据所述实时动态信息获取所述目标车辆的实时速度，并通过计算所述实时速度与预设速度的比例关系获得对应的比例参数；

根据所述比例参数、所述矫正估计位置坐标和所述矫正初始位置坐标，计算获取修正坐标；计算获取修正坐标如下：

P＝(1-α)P

其中，P表示修正坐标，α为比例参数，P

将所述修正坐标作为所述目标车辆的实时坐标更新所述初始位置坐标。

本发明通过利用所述车辆的实时动态信息获取所述车辆实际行驶过程中与预设的想法的比例参数，以使根据所述比例参数对定位系统中的推演算法估计的坐标进行修正，利用修正后的更精确的坐标作为实时坐标，可提高车辆定位的精度。

第二方面，本发明公开了一种星地协同定位系统，所述系统包括信息获取模块、轨迹推演模块、位置矫正模块及实时定位模块；

所述信息获取模块用于通过预设的全球导航卫星系统获取目标车辆的初始位置坐标及持续获取所述目标车辆的实时动态信息；

所述轨迹推演模块用于根据所述实时动态信息，通过预设的航位推演算法推演所述目标车辆的运动轨迹，进而获得所述目标车辆当前的估计位置坐标；

所述位置矫正模块用于获取所述目标车辆预设范围内相邻车辆的位置信息，根据所述相邻车辆的位置信息矫正所述初始位置坐标及所述估计位置坐标，获得矫正初始位置坐标和矫正估计位置坐标；

所述实时定位模块用于根据所述矫正估计位置坐标对所述矫正初始位置坐标进行实时修改，获得所述目标车辆当前的实时坐标。

本发明公开的一种星地协同定位系统，首先通过预设的定位系统获取所述定位系统中保存的初始位置坐标及所述目标车辆的实时动态信息，以使根据所述初始位置坐标及所述实时动态信息，推演当前所述目标车辆所在的估计位置坐标，在根据所述定位系统获得所述目标车辆的推演坐标后，利用所述车辆预设范围内的相邻车辆的位置信息对所述目标车辆的初始位置坐标及所述估计位置坐标进行矫正，通过所述目标车辆周边车辆的位置信息对所述估计的位置做进一步的验证，既实现了星地的结合，同时用车辆周边的信息做进一步定位的矫正，提高了所述定位的精准度，根据所述矫正后的估计位置坐标对所述初始位置坐标做进一步的矫正，进一步从源头提高所述定位的精准度。

作为优选例子，所述位置矫正模块包括相邻车辆定位单元及位置信息获取单元；

所述相邻车辆定位单元用于根据预设在所述目标车辆的雷达模块，在预设的范围内对所述目标车辆的周边进行扫描，确定所述目标车辆预设范围内的相邻车辆；

所述位置信息获取单元用于通过所述雷达模块获取所述相邻车辆与所述目标车辆的位置信息；所述位置信息包括所述相邻车辆的车辆位置坐标、所述目标车辆与所述相邻车辆之间的相对距离和相对角度。

本发明通过预设在所述目标车辆的雷达模块对所述目标车辆的周边进行扫描，获取所述目标车辆预设范围内的相邻车辆的车辆坐标，及相邻的距离和角度，以使后续将所述相邻车辆的位置信息作为所述目标车辆的定位的辅助定位数据，以此实现星地协同，进而提高车辆定位的精度。

第三方面，本发明公开了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如第一方面所述的一种星地协同定位方法。

第四方面，本发明公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的一种星地协同定位方法。

附图说明

图1：为本发明实施例提供的一种星地协同定位方法的流程示意图；

图2：为本发明实施例提供的一种星地协同定位系统的结构示意图；

图3：为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本发明实施例公开了一种星地协同定位方法，所述定位方法的具体实施流程请参照图1，主要包括步骤101至步骤104，所述步骤主要包括：

步骤101：通过预设的全球导航卫星系统获取目标车辆的初始位置坐标及持续获取所述目标车辆的实时动态信息。

在本实施例中，该步骤具体为：通过预设的全球导航卫星系统获取目标车辆的初始位置坐标，所述全球导航卫星系统可与预设在所述车辆内部的全球导航卫星系统GNSS定位模块相连，以此通过所述模块与所述系统的信息交互，获取所述车辆的定位信息，同时获取所述车辆行驶过程中的实时动态信息，进一步，在本实施例中，所述动态信息包括目标车辆的线速度v和角速度ω。

步骤102：根据所述实时动态信息，通过预设的航位推演算法推演所述目标车辆的运动轨迹，进而获得所述目标车辆当前的估计位置坐标。

在本实施例中，该步骤包括：根据所述全球定位导航系统持续获取所述目标车辆的实时动态信息，通过预设航位推演算法和实时动态信息推演目标车辆的运动轨迹，获得目标车辆当前的估计位置坐标。

步骤103：获取所述目标车辆预设范围内相邻车辆的位置信息，根据所述相邻车辆的位置信息矫正所述初始位置坐标及所述估计位置坐标，获得矫正初始位置坐标和矫正估计位置坐标。

在本实施例中，该步骤主要包括：根据预设在所述目标车辆的雷达模块，在预设的范围内对所述目标车辆的周边进行扫描，确定所述目标车辆预设范围内的相邻车辆；通过所述雷达模块获取所述相邻车辆与所述目标车辆的位置信息；所述位置信息包括所述相邻车辆的车辆位置坐标、所述目标车辆与所述相邻车辆之间的相对距离和相对角度。

进一步的，通过实时动态信息进行长时间的位置估计时，可能由于累积误差导致位置估计不准，目标车辆可以根据其他车辆的位置信息，对估计位置坐标进行累积误差矫正，以保证估计位置坐标的准确度，具体的所述矫正过程包括：在获取所述相邻车辆的位置信息后，在获取所述初始位置坐标对应的第一周期内，根据所述相邻车辆的位置信息计算所述目标车辆的多个第一相对位置坐标；根据所述多个第一相对位置坐标矫正所述初始位置坐标得到矫正初始位置坐标；对所述第一周期进行划分获得若干个第二周期，在每一个第二周期内根据所述相邻车辆的位置信息计算所述目标车辆的多个第二相对位置坐标；根据所述多个第二相对位置坐标矫正所述估计位置坐标得到矫正估计位置坐标。

进一步的，在车辆的定位实现方式中，通过卫星进行定位的周期比航位推演算法进行定位的周期大，因此可以通过航位推演算法对初始位置坐标进行多次修正，具体为：计算获得所述多个第一相对位置坐标和所述初始位置坐标的平均坐标值，将所述平均坐标值作为所述矫正初始位置坐标；判断所述多个第二相对位置坐标是否在所述估计位置坐标的预设范围内；若所述多个第二相对位置坐标在所述估计位置坐标的预设范围内，则所述估计位置坐标为所述矫正估计位置坐标；若所述多个第二相对位置坐标不在所述估计位置坐标的预设范围内，则计算所述多个第二相对位置坐标的平均坐标值，将所述平均坐标值作为所述矫正估计位置坐标；

所述平均坐标值表示为：

其中，

步骤104：根据所述矫正估计位置坐标对所述矫正初始位置坐标进行实时修改，获得所述目标车辆当前的实时坐标。

在本实施例中，该步骤主要包括：根据所述实时动态信息获取所述目标车辆的实时速度，并通过计算所述实时速度与预设速度的比例关系获得对应的比例参数；根据所述比例参数、所述矫正估计位置坐标和所述矫正初始位置坐标，计算获取修正坐标；计算获取修正坐标如下：

P＝(1-α)P

其中，P表示修正坐标，α为比例参数，P

进一步的，α的取值范围为不大于1的正数，当实时速度和预设速度的比值小于1则α等于该比值，当实时速度和预设速度的比值不小于1则α等于1。

另一方面，基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种星地协同定位系统，所述系统的具体结构组成可参见图2，主要包括信息获取模块201、轨迹推演模块202、位置矫正模块203及实时定位模块204。

所述信息获取模块201用于通过预设的全球导航卫星系统获取目标车辆的初始位置坐标及持续获取所述目标车辆的实时动态信息；

所述轨迹推演模块202用于根据所述实时动态信息，通过预设的航位推演算法推演所述目标车辆的运动轨迹，进而获得所述目标车辆当前的估计位置坐标；

所述位置矫正模块203用于获取所述目标车辆预设范围内相邻车辆的位置信息，根据所述相邻车辆的位置信息矫正所述初始位置坐标及所述估计位置坐标，获得矫正初始位置坐标和矫正估计位置坐标；

所述实时定位模块204用于根据所述矫正估计位置坐标对所述矫正初始位置坐标进行实时修改，获得所述目标车辆当前的实时坐标。

进一步，基于本发明实施例提供的一种星地协同定位系统，所述系统可包括多个车辆，优选的，所述位置矫正模块203还包括相邻车辆定位单元及位置信息获取单元；

所述相邻车辆定位单元用于根据预设在所述目标车辆的雷达模块，在预设的范围内对所述目标车辆的周边进行扫描，确定所述目标车辆预设范围内的相邻车辆；

所述位置信息获取单元用于通过所述雷达模块获取所述相邻车辆与所述目标车辆的位置信息；所述位置信息包括所述相邻车辆的车辆位置坐标、所述目标车辆与所述相邻车辆之间的相对距离和相对角度。

除上述提供的方法及系统外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质及一种电子设备，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的一种星地协同定位方法。

所述电子设备如图3所示，包括处理器301、通信接口302、存储器303和通信总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器303通过通信总线304完成相互间的通信，存储器303，用于存放计算机程序；处理器301，用于执行存储器303上所存放的程序时，实现如下步骤：

通过预设的全球导航卫星系统获取目标车辆的初始位置坐标及持续获取所述目标车辆的实时动态信息；

根据所述实时动态信息，通过预设的航位推演算法推演所述目标车辆的运动轨迹，进而获得所述目标车辆当前的估计位置坐标；

获取所述目标车辆预设范围内相邻车辆的位置信息，根据所述相邻车辆的位置信息矫正所述初始位置坐标及所述估计位置坐标，获得矫正初始位置坐标和矫正估计位置坐标；

根据所述矫正估计位置坐标对所述矫正初始位置坐标进行实时修改，获得所述目标车辆当前的实时坐标。

本发明实施例提供的一种星地协同定位方法、系统及存储介质，应用于目标车辆，方法包括：获取目标车辆的初始位置坐标，初始位置坐标是通过全球导航卫星系统确定的；获取目标车辆预设范围内其他车辆的位置信息；位置信息包括其他车辆的车辆位置坐标以及目标车辆与其他车辆之间的距离和角度；根据其他车辆的位置信息矫正初始位置坐标，得到目标车辆的实时坐标，通过车联网中的其他车辆的位置信息对目标车辆通过GNSS得到的初始位置坐标进行矫正，实现了卫星与地面车辆的协同定位，提高整个定位方法的定位精度和定位效率，满足了无人驾驶和辅助驾驶的需求。

上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一一种星地协同定位方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统、电子设备及存储介质而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。