基于改进D-S证据理论的车辆导航地图匹配

对传统D-S证据理论算法进行了改进,解决了证据的可信度和决策规则问题,使新的组合推理规则能够有效地处理证据中的冲突信息.并结合当前城市道路网日益复杂的实际特点,采用Pignistic概率的决策理论和基于权值D-S证据推理的地图匹配新算法,建立车辆位置信息和方向信息判决规则,有效地利用现有信息扩大各匹配道路之间的信度差异,提高了算法的鲁棒性.通过仿真和试验表明,该算法可以较好地解决城市复杂路网地图匹配问题.     

基于权值D-S证据理论的车辆导航地图匹配

对传统D-S证据理论进行了改进,解决了证据的可信度问题.该改进算法首先根据证据的局部决策算出局部决策值,构造整个系统的支持矩阵,并求出支持矩阵的特征向量,以此作为各个证据的可信度;然后把可信度作为各个证据的权值,以此修正D-S证据的融合算法,使新的组合理论规则能够有效地处理证据中的冲突信息;最后结合当前城市道路网日益复杂的实际特点,把基于权值的D-S证据理论应用于车辆导航的地图匹配中,建立车辆位置信息和方向信息判断规则.实车试验结果表明:应用该算法可以较好地解决城市复杂路网地图匹配问题.     

一种适用于复杂城市路网的浮动车实时地图匹配技术

地图匹配技术是浮动车系统从数据接收到结果展示各个环节中最为关键的一项内容,但是目前国际上浮动车系统多用于路网结构简单的高速公路系统,而将匹配技术应用于立交遍布、主辅路交错的复杂城市道路系统时往往得不到满意的匹配效果.文章通过对现有各种地图匹配方法的分析比较,针对大采集时间间隔GPS数据在北京市复杂路网结构中遇到的实际问题,提出了一种局部节点匹配的改进的最优路径选择算法,将该算法应用于实验系统后,获得了令人满意的匹配速度与准确度,证实了这一地图匹配算法能较好地适用于现代复杂城市路网的实时浮动车计算系统.     

基于曲线拟合和网络拓扑的综合地图匹配算法

为了使车辆导航系统能给人们提供精确可靠的车辆位置信息,提出了1种减少车辆定位误差的综合地图匹配算法.该算法将基于曲线拟合和网络拓扑关系的2种地图匹配算法结合起来,采用误差圆法、最小二乘法及投影法,解决基于曲线拟合算法在靠近的平行路段匹配率不佳的问题.用北京市物流电动车的GPS数据进行多个样本的实验验证,匹配率均在95%以上,单点平均匹配时间在5 ms以内,与基于曲线拟合的地图匹配算法相比,综合算法复杂度降低,准确度和实时性提高.结果表明,综合算法可以应用到实际地图匹配工作中,尤其对于相互靠近的平行路段有明显的优势.      

基于2阶HMM的智能车视觉地图定位方法

本文中针对视觉地图匹配问题，将视觉地图匹配问题转化为基于图像序列的最优视觉地图节点匹配问题，并提出基于2阶隐马尔科夫模型（hidden Markov model,HMM）的视觉地图匹配方法。在该模型中，状态变量被定义为高精度视觉地图节点，查询图像被定义为观测数据。在状态转移模型中，引入2阶模型对短时间车辆运动进行匀速运动建模，与传统的1阶HMM相比，可以提高模型的适用性与准确性。提出利用全局图像特征建立查询图像与地图节点之间的匹配关系，并从匹配的汉明距离建立发射概率模型，可有效提高地图匹配的效率。最后，通过前向算法来求解最优匹配的地图节点。为了验证算法的性能，分别在封闭工业园区、开放道路和KITTI公开数据集对算法进行验证。实验结果表明：2阶HMM模型能够有效融合车辆运动信息和图像信息，提高匹配的稳定性和精确度，算法性能明显优于传统的基于单帧匹配和序列匹配算法。     

基于手机基站定位数据的地图匹配研究

研究如何利用手机基站定位数据信息进行地图匹配,其基本原理是通过采集车载手机通过道路的基站切换序列,在剔除冗余数据后,利用初始蜂窝小区定位算法实现每一个切换点在电子地图上的匹配,再利用路网的连通性实现路径的匹配。选取广州市到中山古镇路段作为实验路网进行实地实验,对所获得的基站信息进行数据处理和地图匹配的结果进行分析,证明通过手机基站定位数据来进行地图匹配的可行性和有效性。     

一种基于Geohash方法和地图路线规划的行程匹配算法

提出一种基于Geohash方法和地图路线规划的行程匹配算法,即在给出地图出行线路规划的基础上,在路线规划带上一定范围内找出匹配行程,该算法能够实现在复杂因素下提高行程匹配效率。     

基于卡尔曼滤波的DR/MM组合定位方法

提出了一种DR/MM组合定位新方法.采用D-s证据理论在候选路段中选择最匹配的路段进行地图匹配,利用误差概率准则计算地图匹配观测噪声,使得沿道路纵向的地图匹配噪声可观测.在此基础上建立卡尔曼滤波方程,以DR定位与地图匹配的误差为观测值,估计DR定位误差.在地图匹配结果具有较高可信度时,估计的状态反馈修正DR方程.离线试验结果表明,提出的方法显著改善了DR定位精度.     

卫星定位不停车收费中基于决策圈的路径识别方法

首次提出在复杂区域使用决策圈的方法进行地图匹配,并提出一种GPS地图匹配和设置决策圈结合的新的路段识别方法,用于解决高速公路卫星收费系统或车栽导航中复杂路段地图匹配不准确的问题.对常规地图匹配算法GPS由于精度难以匹配的路段区域设定决策圈,对决策圈内路段进行特殊匹配处理.在处理方法上利用预先采集到的路段上的准确点代替电...     

一种改进的基于要素加权的浮动车地图匹配算法

分析了现有地图匹配算法的优缺点,提出了一种改进的基于要素加权的地图匹配算法.算法采用多属性决策方法对匹配路段进行选择,改进了原算法在选择匹配路段中的一些弊端,提高了地图匹配的准确度.     

基于单线激光雷达的SLAM系统功能优化设计

地图与导航是无人驾驶与机器人领域的关键点,针对单线激光SLAM(同步定位与地图构建)系统功能优化问题,利用DOE(实验设计),提出了基于单线激光雷达的SLAM系统功能优化方法。首先,基于SLAM小车平台,利用Gmapping、Hector、Karto、Cartographer四种算法对室内环境进行建图,分析建图结果,提出最优建图方法。其次,依据AMCL定位算法,分别利用A*和Dijkstra两种路径规划方法,通过对比定位导航效果,提出基于参数匹配的定位导航功能优化方法。在此基础上,提出系统功能匹配优化方法,完成SLAM系统功能优化设计。     

A Trajectory-Based Map-Matching System for the Driving Road Identification in Vehicle Navigation Systems

Driving road identification is the key issue of a vehicle navigation system that supports various services of intelligent transportation systems. The method for driving road identification is also known as map matching (MM). In spite of the development of MM algorithms, limitations still exist in obtaining the positioning data and preparing candidate roads (CRs) that may result in mismatches in some special difficult road configurations such as flyovers and parallel roads. To overcome the limitations, an integrated trajectory-based MM (tbMM) system is proposed based on the trajectory similarity evaluation method. The system can fuse the information from global positioning systems (GPS) and inertial sensors to generate the vehicle trajectory that represents the vehicle continuous movement in three dimensions. The elevation data of vehicle and roads are involved to enhance the trajectory-based matching process. Also the method employs an optimized mechanism for generating and maintaining CRs. Using the mechanism, separated road segments in a digital map are reorganized in the form of possible driving roads and the topology among them is guaranteed. Moreover, the CRs are obtained considering all the possibilities in determining the driving road so that the valuable historical information can be effectively reserved to provide more reliable matches in ambiguous situations. The tbMM system was evaluated using a number of real-world vehicle-level test datasets in urban areas in Beijing. Also a comparison test was performed to evaluate the driving road identification accuracy against existing MM algorithms. The results show that the tbMM system can provide reliable matches with about 99% accuracy in all the difficult scenarios and outperforms the existing algorithms.     

基于多通道态势图的自动驾驶场景表征方法

开展自动驾驶测试场景研究能够大幅减少自动驾驶汽车的测试周期与开发成本，是未来评价和提升自动驾驶技术的重要基础。为此，联合基于本体论的场景解构方法，提出了一种基于多通道态势图的自动驾驶场景表征方法，并对多通道态势图的场景聚类与场景复杂度进行研究。首先，对目前的自动驾驶测试方法进行分析，论述道路测试的不足之处以及基于场景的自动驾驶虚拟测试的优点，并对当前的场景解构与表征方法进行了总结；然后，运用本体论解构场景中的信息，并建立场景的本体模型，对模型中的数据属性进行参数化；接着，对真实场景、场景中的语义信息和多通道态势图场景进行对比分析，定义表征场景的多通道态势图的数据格式，将解构出的场景信息重组到多通道态势图的不同层中；之后，以汉明距离为基础设计了多通道态势图的对象层相似度计算方法，采用K均值聚类算法对驾驶场景对象层进行聚类分析，并借助层次分析法对基于多通道态势图的驾驶场景复杂度计算进行研究；最后，以KITTI数据集的一些真实场景为例，绘制场景开始时刻的多通道态势图，分析聚类出的9种对象分布类型。研究结果验证了多通道态势图场景复杂度计算方法的有效性。     

面向智能网联汽车定位的协同地图匹配算法

为实现智能网联环境下低成本、高精度的车辆定位, 研究了基于自适应遗传Rao-Blackwellized粒子滤波的协同地图匹配算法。利用联网车辆的定位信息和道路约束条件消除公共偏差, 提高车辆定位精度。将自适应遗传算法引入到粒子滤波的重采样过程中, 增加粒子的多样性, 解决传统粒子滤波算法中容易出现的“粒子退化”和“粒子耗尽”问题。通过仿真实验与传统粒子滤波以及卡尔曼平滑粒子滤波下的定位结果进行了对比, 同时分析了不同联网车辆数目对定位精度的影响。通过实际测试验证了算法在实际应用中的定位效果。实测结果表明: 以典型十字路口为例, 在联网车辆数目为4的情况下, 协同地图匹配算法的定位误差范围为1.67 m, 分别为原始GNSS定位以及单车地图匹配定位结果的41.03%和56.80%。同时, 该算法的统计定位精度(CEP)达到1.06 m, 比GNSS原始定位精度提高了2.52 m, 具有较好的定位效果。      

基于因子图优化的众包高精度地图云端融合方法

针对高精度地图传统云端融合方法生成的地图置信度较低、误差较大的问题，提出了一种基于因子图优化的众包高精度地图云端融合方法。利用 RTK-GPS数据对车端上传的局部语义地图进行全局化处理；对地图片段进行匹配，并利用一致性筛选流程提高匹配精度；以车道线匹配对构建约束地图间变换关系矩阵的因子图优化模型；利用某城市道路真实多车轨迹数据进行测试。结果表明，相较于传统方法，该算法对于优化初值的依赖性较低，对于地图间聚集度提升了44.7%；与车道线数据真值相比，该算法绝对误差均在1 m以内，具有较高的实用价值。     

变化光照条件下的交通标志快速鲁棒检测

变化光照条件下交通标志检测算法的准确率往往会显著降低。针对此问题,提出了1种新颖的概率图建立方法,并结合最大稳定极值区域特征进行交通标志检测。该方法包括3个处理步骤:①根据不同光照条件对真实场景交通标志样本图像进行明确分类以构建多类颜色直方图,将交通标志输入图像由原始色彩表达转变为概率图(直方图反投影);②通过在概率图上进行 MSER特征提取,获取候选的交通标志区域;③根据候选区域的面积、宽高比等特征快速有效去除非交通标志区域。实验结果表明在弱光照和强光照条件下基于归一化RGB的交通标志检测算法检测准确率分别下降到84.4%和83.0%,基于红蓝图的交通标志检测算法检测准确率分别下降到87.4%和86.3%,提出的算法在变化光照条件下依然可以保持90%以上的检测准确率,对光照变化有较好的鲁棒性。      

基于多级网络划分的匹配道路初筛方法研究

针对GPS车辆定位系统地图匹配过程中传统匹配道路初筛方法在筛选速度和准确性方面的不足,提出了一种基于多级网络划分的匹配道路筛选方法。算法采用多级网络简单划分、层层筛选的策略,保证了初筛区域的快速、准确定位与初筛路段的准确获取,与多种传统的筛选方法,进行了基于实际数据的运行效果的对比。实证分析可知,文中提出的方法效果较好。     

基于地图匹配的城市道路实时交通状态模糊综合判别方法

依托于浮动车数据,基于地图匹配对城市道路交通状态模糊综合判别方法进行深入研究.首先根据浮动车数据特点和道路交通信息,基于Mapbasic编程对数据进行地图匹配,并进行MapInfo二次开发,通过相关模型计算指定时段内的道路交通参数.建立模糊综合评价判别模型,对判别结果量化处理,以最大隶属度原则确定道路交通状态.最后,选...