本發(fā)明屬于車輛動態(tài)定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁地標(biāo)動態(tài)定位方法。

背景技術(shù)：

關(guān)于利用磁地標(biāo)作為定位基準(zhǔn)進(jìn)行絕對位置的動態(tài)定位方法目前尚未公開專利。

根據(jù)檢索，有幾種車輛的定位方式：慣性組合定位、視覺定位、激光雷達(dá)定位、GPS定位和磁定位等。

慣性組合定位是使用陀螺儀和加速度計進(jìn)行解算定位，具有自包含優(yōu)點，即無需外部參考，但隨時間漂移，誤差會無限增長，對于長時間的精度定位不合適。

機器視覺定位技術(shù)主要用于路徑的識別與跟蹤，具有檢測信息量大、能夠遙測等優(yōu)點，但是數(shù)據(jù)處理量大、容易導(dǎo)致系統(tǒng)的實時性問題，容易受光線等環(huán)境影響，系統(tǒng)可靠性不高。

激光雷達(dá)定位能發(fā)現(xiàn)車輛行駛環(huán)境存在的物體，被廣泛地應(yīng)用在避障、超車、防碰撞系統(tǒng)中，在惡劣環(huán)境條件下具有一定優(yōu)勢，但設(shè)備成本高，傳感器和發(fā)射或反射裝置的安裝復(fù)雜，位置計算也復(fù)雜，不利于大范圍應(yīng)用。

GPS定位已具有很廣泛地應(yīng)用，但它比較適合于在環(huán)境比較空曠的地方，GPS存在著動態(tài)響應(yīng)能力差、易受電子干擾、信號易被遮擋等缺點，在一些特定領(lǐng)域使用會受限。

磁定位方面主要是基于磁道釘在智能車輛自動駕駛的應(yīng)用，是在行車道的中心線上埋置磁道釘作為車輛導(dǎo)向的信號源，通過車載磁傳感器檢測磁信號的大小來判斷車輛是否偏離車道中心線，獲取車輛自身相對于行駛路徑之間的位置偏差，并以此來進(jìn)行下一步的車輛自動控制，始終讓車輛沿行車道 行駛。利用磁道釘在智能車輛的導(dǎo)向行駛上的研究和應(yīng)用，屬于相對的導(dǎo)向定位或稱為導(dǎo)航而不是絕對位置的動態(tài)定位。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種采用磁地標(biāo)極性組合編碼識別的原理實現(xiàn)車輛行進(jìn)過程中對車輛絕對地理位置進(jìn)行動態(tài)定位，為車輛的動態(tài)位置定位增加了實現(xiàn)途徑，彌補了磁道釘在應(yīng)用中只是實現(xiàn)車輛導(dǎo)航而不是真正意義上的絕對位置定位的缺陷的磁地標(biāo)動態(tài)定位的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種磁地標(biāo)動態(tài)定位方法，包括以下步驟：

步驟一，沿路面或場地的截面下方橫向均勻布設(shè)10個磁地標(biāo)，磁地標(biāo)的數(shù)量視場地寬度和磁地標(biāo)的間距而定，磁地標(biāo)的間距可自行設(shè)定，取決于定位時所需要達(dá)到的定位精度；

步驟二，磁地標(biāo)的磁場極性分成N極和S極兩種，將其中部分磁地標(biāo)的N極朝上，其它的磁地標(biāo)的S極朝上，形成一組極性組合排列，規(guī)定S級朝上用0表示N級朝上用1表示，用二進(jìn)制數(shù)的方式來區(qū)分磁地標(biāo)的極性，形成多個磁地標(biāo)組合的二進(jìn)制編碼形式；

步驟三，以任意3個或者4個相鄰的磁地標(biāo)組成二進(jìn)制編碼作為定位識別編碼，在磁地標(biāo)極性排列時保證各不同位置處的定位識別編碼均不相同，使位置定位具有唯一性；每個基準(zhǔn)地標(biāo)點的地理坐標(biāo)先行標(biāo)定好，作為定位的數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，每種編碼對應(yīng)一個基準(zhǔn)磁地標(biāo)的地理坐標(biāo)值，將該對應(yīng)數(shù)據(jù)存入磁地標(biāo)拾取儀的數(shù)據(jù)庫；

步驟四，在車輛的底部安放磁地標(biāo)動態(tài)定位設(shè)備，內(nèi)部安裝多個三軸磁傳感器和相應(yīng)的處理系統(tǒng)，磁傳感器的安放間距和數(shù)量需對應(yīng)前面提到的磁地標(biāo)的安放間距和拾取數(shù)量，以兩個相鄰磁傳感器之間不應(yīng)有三個磁地標(biāo)和兩個相鄰磁地標(biāo)之間不應(yīng)有三個磁傳感器為原則，確保磁傳感器能夠很好的 感應(yīng)到磁地標(biāo)的信號；

步驟五，當(dāng)車輛經(jīng)過磁地標(biāo)時，多個三軸磁傳感器可以敏感出下方的磁場變化，判定車輛正通過磁地標(biāo)，并且通過三軸磁傳感器采集的磁場各分量情況識別出下方磁地標(biāo)的極性編碼排列，并用二進(jìn)制數(shù)來區(qū)分，確定出相應(yīng)的定位識別編碼，根據(jù)編碼對應(yīng)的基準(zhǔn)地標(biāo)的地理坐標(biāo)確定車輛位置實現(xiàn)動態(tài)定位。

本發(fā)明的有益效果是：

磁地標(biāo)動態(tài)定位方法可以實現(xiàn)車輛行進(jìn)過程中對車輛位置的動態(tài)定位，為車載定位系統(tǒng)提供了一種新的定位方式，實現(xiàn)車輛動態(tài)定位的多元化，磁地標(biāo)動態(tài)定位方法尤其在一些軍事領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用效果，可以在不依賴于GPS的情況下對車輛進(jìn)行中進(jìn)行動態(tài)定位，可以有效的提高車載定位系統(tǒng)的定位精度。

附圖說明

圖1是一種磁地標(biāo)動態(tài)定位方法示意圖；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明提出的一種進(jìn)行進(jìn)一步的介紹：

一種磁地標(biāo)動態(tài)定位方法，包括以下步驟：

步驟一，沿路面或場地的截面下方橫向均勻布設(shè)10個磁地標(biāo)，磁地標(biāo)的數(shù)量視場地寬度和磁地標(biāo)的間距而定，磁地標(biāo)的間距可自行設(shè)定，取決于定位時所需要達(dá)到的定位精度；

步驟二，磁地標(biāo)的磁場極性分成N極和S極兩種，將其中部分磁地標(biāo)的N極朝上，其它的磁地標(biāo)的S極朝上，形成一組極性組合排列，規(guī)定S級朝上用0表示N級朝上用1表示，用二進(jìn)制數(shù)的方式來區(qū)分磁地標(biāo)的極性，形成多個磁地標(biāo)組合的二進(jìn)制編碼形式；

步驟三，以任意3個或者4個相鄰的磁地標(biāo)組成二進(jìn)制編碼作為定位識 別編碼，在磁地標(biāo)極性排列時保證各不同位置處的定位識別編碼均不相同，使位置定位具有唯一性；每個基準(zhǔn)地標(biāo)點的地理坐標(biāo)先行標(biāo)定好，作為定位的數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，每種編碼對應(yīng)一個基準(zhǔn)磁地標(biāo)的地理坐標(biāo)值，將該對應(yīng)數(shù)據(jù)存入磁地標(biāo)拾取儀的數(shù)據(jù)庫；

步驟四，在車輛的底部安放磁地標(biāo)動態(tài)定位設(shè)備，內(nèi)部安裝多個三軸磁傳感器和相應(yīng)的處理系統(tǒng)，磁傳感器的安放間距和數(shù)量需對應(yīng)前面提到的磁地標(biāo)的安放間距和拾取數(shù)量，以兩個相鄰磁傳感器之間不應(yīng)有三個磁地標(biāo)和兩個相鄰磁地標(biāo)之間不應(yīng)有三個磁傳感器為原則，確保磁傳感器能夠很好的感應(yīng)到磁地標(biāo)的信號；

步驟五，當(dāng)車輛經(jīng)過磁地標(biāo)時，多個三軸磁傳感器可以敏感出下方的磁場變化，判定車輛正通過磁地標(biāo)，并且通過三軸磁傳感器采集的磁場各分量情況識別出下方磁地標(biāo)的極性編碼排列，并用二進(jìn)制數(shù)來區(qū)分，確定出相應(yīng)的定位識別編碼，根據(jù)編碼對應(yīng)的基準(zhǔn)地標(biāo)的地理坐標(biāo)確定車輛位置實現(xiàn)動態(tài)定位。

磁地標(biāo)動態(tài)定位方法如圖1所示。

沿路面或場地的截面下方橫向均勻布設(shè)多個磁地標(biāo)(N1∽N10)，磁地標(biāo)的數(shù)量視場地寬度和磁地標(biāo)的間距而定，磁地標(biāo)的間距可自行設(shè)定，取決于定位時所需要達(dá)到的定位精度，以磁地標(biāo)的間距1m為例，理論上的橫向定位偏差在0m∽0.5m之間，以此確定磁地標(biāo)彼此的間距。

由于磁地標(biāo)的磁場極性分成N極和S極兩種，將其中部分磁地標(biāo)的N極朝上，其它的磁地標(biāo)的S極朝上，形成一組極性組合排列。規(guī)定S級朝上用0表示N級朝上用1表示，可以用二進(jìn)制數(shù)的方式來區(qū)分磁地標(biāo)的極性，形成多個磁地標(biāo)組合的二進(jìn)制編碼形式。

以任意3個或者4個相鄰的磁地標(biāo)組成二進(jìn)制編碼作為定位識別編碼，在磁地標(biāo)極性排列時保證各不同位置處的定位識別編碼均不相同，使位置定 位具有唯一性。每個基準(zhǔn)地標(biāo)點的地理坐標(biāo)先行標(biāo)定好，作為定位的數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，每種編碼對應(yīng)一個基準(zhǔn)磁地標(biāo)的地理坐標(biāo)值，將該對應(yīng)數(shù)據(jù)存入磁地標(biāo)拾取儀的數(shù)據(jù)庫。

在車輛的底部安放磁地標(biāo)動態(tài)定位設(shè)備，內(nèi)部安裝多個三軸磁傳感器(S1∽S4)和相應(yīng)的處理系統(tǒng)，磁傳感器的安放間距和數(shù)量需對應(yīng)前面提到的磁地標(biāo)的安放間距和拾取數(shù)量，以兩個相鄰磁傳感器之間不應(yīng)有三個磁地標(biāo)和兩個相鄰磁地標(biāo)之間不應(yīng)有三個磁傳感器為原則，確保磁傳感器能夠很好的感應(yīng)到磁地標(biāo)的信號。

當(dāng)車輛經(jīng)過磁地標(biāo)時，多個三軸磁傳感器可以敏感出下方的磁場變化，判定車輛正通過磁地標(biāo)，并且通過三軸磁傳感器采集的磁場各分量情況識別出下方磁地標(biāo)的極性編碼排列，并用二進(jìn)制數(shù)來區(qū)分，確定出相應(yīng)的定位識別編碼，根據(jù)編碼對應(yīng)的基準(zhǔn)地標(biāo)的地理坐標(biāo)確定車輛位置實現(xiàn)動態(tài)定位。

定位識別編碼的磁地標(biāo)個數(shù)根據(jù)路寬、磁地標(biāo)間距和編碼定義來確定，通常選擇3個或4個，當(dāng)需要采集奇數(shù)個磁地標(biāo)時以中間的磁地標(biāo)的作為定位基準(zhǔn)，當(dāng)需要采集偶數(shù)個磁地標(biāo)時以中間的兩個磁地標(biāo)的中心坐標(biāo)作為定位基準(zhǔn)。

以圖1中(N1∽N4)為例進(jìn)行說明，不同的編碼形式可以對應(yīng)到布設(shè)的多個磁地標(biāo)的相應(yīng)位置，如果N1、N2、N3、N4的極性分別是S、S、S、N,當(dāng)采集3個磁地標(biāo)作為定位識別編碼時拾取到的編碼為001，那么則認(rèn)為車輛在N2、N3、N4磁地標(biāo)上方通過，對應(yīng)的極性排列為SSN，以N3磁地標(biāo)的地理坐標(biāo)作為定位位置，當(dāng)需要采集4個磁地標(biāo)作為定位識別編碼時拾取到的編碼為0001，那么則認(rèn)為車輛在N1、N2、N3、N4磁地標(biāo)上方通過，以N2和N3磁地標(biāo)的中心位置地理坐標(biāo)作為定位位置，因此，通過拾取到的磁地標(biāo)極性編碼便可識別出車輛的位置。