上海翊邀信息技術有限公司顧東明獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉上海翊邀信息技術有限公司申請的專利一種融合慣導信息的車載北斗定位偏差自校準系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120369008B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510855181.4,技術領域涉及:G01C25/00;該發明授權一種融合慣導信息的車載北斗定位偏差自校準系統是由顧東明;宋源栩;李順;張光超設計研發完成,并于2025-06-25向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種融合慣導信息的車載北斗定位偏差自校準系統在說明書摘要公布了:本發明公開了一種融合慣導信息的車載北斗定位偏差自校準系統,涉及導航與定位技術領域。用于解決復雜環境下定位偏差累積及信號失效問題。系統通過時間戳插值與坐標系轉換,實現慣導與北斗觀測數據的時空對齊,構建多源同步數據流。基于車輛非完整約束模型分析慣導推算速度與北斗多普勒速度差值,結合置信閾值生成權重因子以抑制異常觀測。通過高精度車道地圖曲率與車輛轉向角計算幾何匹配誤差,篩選候選軌跡生成橫向校準參數。通過緊耦合濾波算法動態調整噪聲協方差,在北斗信號中斷時切換至車道約束校準模式,通過誤差邊界約束補償慣導誤差,實現穩定輸出。實現多源數據深度融合與自適應抗差校準,提升系統魯棒性與定位連續性。
本發明授權一種融合慣導信息的車載北斗定位偏差自校準系統在權利要求書中公布了:1.一種融合慣導信息的車載北斗定位偏差自校準系統,其特征在于,包括以下模塊:多源數據同步與對齊模塊、運動學約束一致性分析模塊、車道幾何約束分析模塊,自適應融合與校準模塊; 所述多源數據同步與對齊模塊用于對慣性導航系統輸出的三軸加速度與三軸角速度數據,以及北斗衛星導航系統輸出的偽距觀測值與載波相位觀測值進行基于時間戳插值的時序同步,并通過坐標系轉換實現空間基準對齊,輸出統一時空基準的多源數據流; 所述運動學約束一致性分析模塊用于根據車輛非完整約束模型計算慣性導航系統推算速度與北斗系統基于多普勒頻移解算的速度之間的差值,當差值超過動態置信閾值時,生成對應的數據可信度權重因子; 所述車道幾何約束分析模塊用于調用高精度車道級地圖中的車道曲率信息,結合車輛實時轉向角數據,計算車道幾何約束與車輛運動學模型的匹配誤差,篩選滿足匹配誤差閾值的候選軌跡,輸出橫向位置校準參數及誤差邊界; 所述自適應融合與校準模塊用于在車載北斗信號可用時,基于緊耦合濾波算法融合多源數據,通過權重因子動態調整北斗觀測值的噪聲協方差權重,輸出抗差融合定位結果,當車載北斗信號連續丟失超過預設閾值時,切換至車道幾何約束驅動的校準模式,基于候選軌跡與誤差邊界抑制慣性導航累積誤差,輸出持續穩定的位置信息; 多源數據同步與對齊模塊的時序同步包括以下內容: 對慣性導航系統輸出的高頻三軸加速度與角速度數據,以及北斗衛星導航系統輸出的低頻偽距與載波相位觀測值,執行時間戳插值對齊,消除因采樣率差異導致的時序失配; 通過動態延遲補償機制,對數據傳輸過程中的固定延遲與隨機抖動進行修正,確保多源數據流的時序一致性; 對插值后的時序序列進行沖突檢測,識別時間戳倒序、間隔超限的異常段,并通過相鄰有效數據段進行局部重采樣修復; 根據車輛非完整約束模型計算慣性導航系統推算速度與北斗系統基于多普勒頻移解算的速度之間的差值的具體過程如下: 根據阿克曼轉向幾何關系,構建橫向速度的理論約束方程,推導慣性導航系統推算的橫向速度理論值; 對北斗多普勒頻移解算的速度進行載體坐標系至導航坐標系的旋轉變換,并補償天線安裝角誤差; 引入車輛加速度置信區間,對速度差值的置信閾值進行動態軟化處理: 在急加速或制動場景下擴展閾值,勻速場景下收緊閾值; 當差值超過動態置信閾值時,生成對應的數據可信度權重因子的具體過程如下: 設計基于S型函數的權重衰減曲線,當差值超過閾值時權重因子隨超限比例非線性下降,避免硬判決導致的權重跳變; 引入時間衰減因子,對歷史異常事件進行指數衰減加權,確保短期異常不會永久性降低數據源可信度; 根據道路類型自適應調整權重恢復速率,彎道場景下加速恢復北斗數據權重,直道場景下優先信任慣性數據; 調用高精度車道級地圖中的車道曲率信息,結合車輛實時轉向角數據,計算車道幾何約束與車輛運動學模型的匹配誤差的具體過程如下: 從高精度地圖中提取車道中心線的離散曲率點,通過多次樣條插值構建連續曲率函數,并計算其變化率; 根據車輛實時轉向角與縱向車速,通過運動學模型反推理論車道曲率,并引入輪胎側偏剛度補償項,提升模型精度; 將實際曲率與理論曲率之間的匹配誤差作為誤差函數主項,并將車輛橫向偏移量映射為曲率誤差增益系數,對誤差函數進行加權修正; 對靠近車道邊緣的軌跡提高懲罰權重,增強模型對邊界約束的響應能力。
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