虚拟应答器研究进展与发展展望

欧洲应答器(Eurobalise)是欧洲列车控制系统(ETCS/ERTMS)中广泛使用的列车定位设备.在使用时需要铺设大量的地面设备,需要昂贵的费用和较大的维护量.随着卫星定位导航(GNSS)技术的发展,定位精度越来越高;同时越来越多的卫星定位系统(GPS,GLONASS,GALILEO)可用,使得降低列车定位的成本成为可能.国际铁路联盟(UIC)提出采用卫星定位导航技术,辅以地图匹配技术实现虚拟应答器(virtual balise).虚拟应答器可以部分甚至全部取代实物应答器,无需地面轨旁设备.本文就虚拟应答器的发展背景、功能要求、实现方式、应用方式以及目前发展的现状进行描述,并且建议在中国的列车控制中采用虚拟应答器,从而适应中国铁路快速发展的需要.     

寻找完美的“皇帝位”

上期讲到GPS导航系统将随改装市场的发展而变化，而这个变化是什么呢？笔者认为，像目前单纯把GPS导航地图分为PND版和车机版，是不能满足改装市场需求的，而是要“民间化”与“产业化、规模化”并存发展。为此，笔者从消费者的需求层面，归纳出3大类导航电子地图的未来发展方向：     

日产颐达轿车导航系统

日产颐达豪华版轿车,配置了导航系统,此导航系统根据3种信号周期计算汽车当前的位置;①根据车速传感器所确定的汽车行驶距离;②根据陀螺仪确定(即角速度传感器)的转弯角度;③根据GPS天线所确定的行驶方向。通过这3种信号,然后计算汽车位置和从DVD-ROM所读取的地图数据,确定汽车的当前位置,并在屏幕上显示出当前位置标记。地图数据存储在DVD-ROM驱动器中,通过比较汽车位置GPS探测结果和地图匹配的结果,可以判断出更精确的数据。一、主要零部件及其功能1.NAVI控制单元NAVI控制单元包括陀螺仪(即:角速度传感器)、GPS调谐器和DVD-…     

基于当前统计模型的地图匹配车辆跟踪研究

为提高车辆跟踪系统的精度，减小差分全球定位系统（DGPS）的定位误差，通过分析行驶在城市道路上的车辆运动过程及其相应的运动模型，提出采用当前统计模型作为车辆运动模型。通过地图辅助位置择近和速度择角算法来修正卡尔曼滤波，为运行在道路上的车辆确定地图匹配估计。实际运行结果表明；整个车辆跟踪系统的精度有明显的提高。     

拓扑地图的路口局部路径生成策略

交叉路口是自动驾驶开发过程中面临的复杂交通场景,采用高精度地图方案成本高昂,而仅通过车载传感器难以有效识别路口形状,因此,提出了一种基于开源拓扑地图与视觉可行驶区域检测技术的路口局部路径规划算法。首先,基于开源拓扑地图采用A*算法规划全局导航路径作为引导线,然后通过语义分割技术识别当前可行驶区域,并结合车辆实时定位信息,在路口确定局部路径的起点、终点与一组备选控制点,最后采用贝塞尔曲线插值方法,得到备选路径的曲线簇,根据多维度加权代价函数结果选取最优局部路径,进而实现车辆在路口转弯过程的自动驾驶。实验结果表明,该策略能够在不依赖高精地图的情况下,在路口处有效规划出局部路径,提高自动驾驶车辆在路口处的通过能力,路口通过率可达99%。该策略不依赖高精地图和激光雷达,对于自动驾驶量产降本具有重大意义。     

在Whidbey中构建基于MySQL的站点地图提供者

在介绍了ASP.NET2.0新的站点导航功能后,文中构建了一个基于MySQL数据库的站点地图提供者,该站点地图提供者使得开发者能够利用MySQL数据库,在Whidbey中简单、高效地来开发站点导航的Web应用。     

雷达视频地图在导航中的正确使用

对雷达视频地图的制作方式和原理作了说明,针对其局限性着重说明了该功能在使用中应注意的问题。     

基于无人机视频拍摄的高速公路小型车换道行为特性

为了研究高速公路小型车的换道行为特性,采用2台无人机同时在200 m的高空对交通流进行拍摄,获取交通流运行状态。构建拍摄路段的高精度地图,获取每一时刻车辆的精确运行状态数据,在此基础上对2个视频进行拼接,最终获得车道位置、速度、车辆编号等8项关键指标,共提取换道行为1 520条,筛选后得到完整的自由换道数据942条。采用车辆轨迹是否持续偏移作为判断换道行为起终点的依据,在此基础上分析换道的时间长度、空间长度、与周边车辆的相互状态以及换道行为的安全性等16个特征参数。得出平均换道时间长度为6.09 s,平均换道空间距离为148.08 m,换道时间与空间长度均符合对数正态分布。换道车辆与目标车道后方车辆的平均距离最小（34.29 m）,其相对距离在10 m以内的占28.24%,驾驶人为了加快行驶,在与目标车道后方车辆相对距离较小的情况下,依然采取换道措施。与正前方车辆的相对速度差最大,平均值为10.2 km·h^-1,并且在83%的情况下,本车的速度大于前车,说明车辆自由换道是由于前方车辆行驶速度较慢所引起。采用TTC,MTC分别对换道起始时刻的安全性进行分析,并将安全状态划分为4种类型：严重-紧急状态、严重-非紧急状态、非严重-紧急状态、非严重-非紧急状态。其中严重-非紧急,非严重-非紧急这2种状态占比最高。该研究成果对了解中国驾驶人在高速公路上的换道行为特性,以及对建立适用于中国实际交通环境特征的换道行为模型具有一定参考意义。     

MapGIS在地图制图中的应用

介绍了中国地质大学开发研制的GPS软件的构成,并对MapGPS在制图过程中通常使用的输入子系统、图形整饰系统、输出子系统三个模块进行了介绍。     

基于距离准则的地图匹配算法研究

为了弥补车辆导航中位置点匹配算法的不足,对轨迹曲线匹配的思想进行了必要的介绍,并重点从距离要素出发,对匹配准则进行了研究。在分析了各种常见距离定义的不足后,提出了基于面积法的距离匹配准则,并对距离准则的算法设计和适用性进行了详细的分析和描述。结论表明,采用该算法后的总体定位精度优于GPS的定位精度,算法准确性也比位置点匹配高。