gps地图匹配算法

３．２ 交通矢量地图误差．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８
３．２．１ 矢量地图生成过程简介 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９ ３．２．２ 交通矢量地图误差分析 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２０
第二章 车辆导航系统介绍 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ４
２．１ 车辆导航系统功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ ２．２ 车辆导航系统的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ ２．３ 车辆定位系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６ ２．４ 数字地图数据库．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９
４．２．１ 几何匹配算法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２５ ４．２．２ 概率统计算法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２６ ４．２．３ 其他高级算法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２６
１．１ 背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ １．２ 研究目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ １．３ 论文安排 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３
２．４．１ 地图矢量库 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１ ２．４．２ 地图数据库 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２
第三章 车辆导航系统中的误差分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． １３
II
中国科学技术大学硕士毕业论文
目录
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摘要 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． Ｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ＩＩ 目录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ＩＩＩ 第一章 绪论 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． １
第四章 地图匹配问题以及现有算法介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ２２
４．１ 地图匹配问题介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２２ ４．２ 常见地图匹配算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２４
I
中国科学技术大学硕士毕业论文
Abstract
Abstract
In this paper, existing map-matching algorithms used in vehicle navigation systems are reviewed, characteristics of GPS track error and traffic vector map error are analyzed and two new map- matching algorithms are proposed by considering inadequacies of existing algorithms and error characteristic of GPS signal and traffic maps. The new algorithms have higher acc uracy to guarantee the accuracy and stability of vehicle navigation systems. Currently the GPS navigation system is the focus of research and application of vehicle navigation systems for its accuracy, stability. Since the independent GPS navigation system costs low price and is easy to be equipped, it is the mainstream of current civil application. It is basic to improve the accuracy of positioning system, which includes two parts: the accuracy of identifying the running-on road and the accuracy of corresponding location on the identified road. Accuracy of independent GPS navigation systems is tied to the map-matching algorithm, which overcomes GPS error and traffic map error to map vehicle GPS tracks onto corresponding roads. The map- matching task is not only the need for users to get their accurate location information on the map, but also the base of high-level path planning and navigation reminder functions. According to the research of GPS error and map road network error, the paper proposed two new map-matching algorithms that can improve accuracy of navigation systems greatly. Compared with existing algorithms, the proposed algorithms can effectively correct error in the road direction, which is not handled by existing algorithms. The second proposed algorithm redesigns the application method of Kalman filter in resolving map- matching problem to correct random error along with slow drift error at the same time. The experiment using new map-matching algorithms on a vehicle navigation platform demonstrates good results in dealing with GPS error and map road network error including the component in road direction and the direction perpendicular to the road. The efficiency of new algorithms is very good at promoting the accuracy of vehicle navigation system especially near intersections. Key-term: vehicle navigation system, map-matching algorithm, GPS, Kalman filter.
３．１Ｇ源自文库Ｓ 误差 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３
３．１．１ ＧＰＳ 误差分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３ ３．１．２ 各种类误差特点 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１５ ３．１．３ 常见克服 ＧＰＳ 误差方法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７
GPS 车辆导航与定位系统的 地图匹配算法研究
研 究 生：徐浩 导 师：鲍 远 律 教授 专 业：模式识别与智能系统 论文完成时间：2007.5
中国科学技术大学硕士毕业论文
摘要
摘要
本论文研究的主要内容包括 调研现有车辆导航系统的地图匹配算法研究现 状，分析 GPS 轨迹数据和交通矢量地图研究其误差特性，并且根据 GPS 车载接收 机误差和交通矢量地图误差的特点与现有算法的不足，设计具有更高准确性的地图 匹配算法来保证车辆导航系统的导航准确、及时和稳定。 在当前的车辆导航应用中， GPS 车载导航系统由于其定位的准确性、稳定性 一直是研究与应用的重点。由于独立 GPS 导航系统低廉的价格和易于布署安装的 因素，独立车载导航系统是目前民用车载导航系统中的主流。要满足用户对准确性 与实时性的要求，最基本的一步就是提高导航与定位系统的定位准确度，这包括两 个方面：确定当前车辆正在行驶的路段的准确性与确定车辆在行驶路段上的位置的 准确性。在独立 GPS 车辆导航系统中定位的准确性主要依靠地图匹配算法克服 GPS 误差和交通矢量地图的误差 ，使 GPS 轨迹匹配到矢量地图道路上的对应位 置。这不仅满足用户了解其在道路上准确位置的需求，而且为更高级的路径规划和 导航提示功能提供定位基础 。 根据对 GPS 误差和地图误差的研究，论文中设计了两个能够有效提高地图匹 配准确性的新地图匹配算法，与现有算法相比，这两个算法能够有效提高车辆在沿 道路方向上的准确性， GPS 轨迹沿道路方向上的误差是现有地图算法一直无法克 服的。同时第二个新算法根据 GPS 误差特点，重新设计了卡尔曼滤波器在地图匹 配算法中的应用模型，使车辆行驶过程中的慢漂移误差和随机误差都能够得到有效 校正。在车辆导航系统仿真平台上的使用结果表明，两个新算法都能够有效处理车 辆导航过程中 GPS 轨迹与对应地图道路点之间的误差，包括：垂直道路方向误差 和沿道路方向误差。通过仿真平台的验证，这两个算法能够明显提高定位的准确 性，尤其是在交叉路口附近，保证了车辆导航系统，路径规划和导航提醒的实时性 与准确性。 关 键 词 ：车辆导航系统 ，地图匹配算法 ， GPS，卡尔曼滤波