基于高精细地图的GPS导航方法研究

发布时间：2017-05-12 03:04

  本文关键词：基于高精细地图的GPS导航方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电子地图在车辆导航系统中的广泛应用推动各个国家开展了多尺度、高精度导航数据的研制和生产。但目前成熟的电子地图数据生产技术都是制作道路级地图,而随着智能交通系统(ITS)、高级驾驶辅助系统(ADAS)、智能车等应用的发展,对导航地图数据提出了更高精度、更精细化的要求。许多研究需要使用高精度的电子地图,例如智能车使用先验地图信息进行精确定位、高级驾驶辅助系统以及车道级路径规划。高精细地图是指高精度、精细化定义的地图,其精度需要达到分米级才能够区分各个车道,如今随着定位技术的发展,高精度的定位已经成为可能。而精细化定义,则是需要格式化存储交通场景中的各种交通要素,包括传统地图的道路网数据、车道网络数据、车道线以和交通标志等数据。本文的主要工作为:首先,根据无人车自动驾驶对于地图的需求,构建了基于全景图的高精细地图信息提取和制作整体方案设计,包括硬件采集框架设计和软件框架设计。硬件框架是指数据采集的硬件系统,采用GPS/INS、轮速编码器数据融合定位,使用全景摄像头采集全景图像用于提取信息;软件框架包括数据处理方法,信息提取方法,地图编辑,数据库检索使用等。接下来,详细介绍了高精细地图创建方案中的使用的具体方法。包括高精细地图的分层定义,精确定位方法,全景图拼接,数据结构组织等。从智能车的导航需求出发提出高精细地图概念,使用精确的定位方法和全景图处理方法,获取高精度的地理信息数据,使用空间数据库系统存储地图数据,能够方便实现查询以及路径规划等。最后,本文针对提出的高精细车道级地图进行了车道级路径规划研究。其目标是只需给定目的地,根据存储的地图数据,即能够迅速规划处一条可通行且遵循交通规则的最优车道级路径,包括路口的转向轨迹、换道轨迹,同时能够提供行驶路段及附近的地图信息。
【关键词】：高精细地图 车道级路径规划 全景图 地理信息系统 导航
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.67
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 地图和导航研究现状12-19
• 1.2.1 导航电子地图发展现状12-16
• 1.2.2 地图测绘方法发展现状16-17
• 1.2.3 导航路径规划方法17-19
• 1.3 车道级GPS导航关键技术19-20
• 1.3.1 车道级高精细地图创建技术19
• 1.3.2 车道级路径规划技术19-20
• 1.4 本文主要研究内容20-22
• 第二章 高精细地图应用架构设计22-40
• 2.1 需求分析22-23
• 2.2 电子地图定义23-27
• 2.2.1 电子地图抽象23-24
• 2.2.2 地图分层定义24-27
• 2.3 数据采集硬件架构27-32
• 2.3.1 数据采集平台28
• 2.3.2 定位传感器28-32
• 2.3.3 全景摄像头32
• 2.4 数据采集方法32-34
• 2.5 编辑软件和数据库选取34-35
• 2.6 传感器测试和分析35-38
• 2.7 本章小结38-40
• 第三章 高精细地图创建方法40-60
• 3.1 引言40
• 3.2 整体方案40-41
• 3.3 精确定位方法41-46
• 3.3.1 精密单点定位技术41-43
• 3.3.2 双向EKF融合滤波43-46
• 3.4 全景图像处理46-53
• 3.4.1 地面信息获取46-49
• 3.4.2 其他信息获取49-53
• 3.5 地理信息编辑和数据库应用53-54
• 3.6 实验结果与分析54-59
• 3.6.1 定位结果54-56
• 3.6.2 全景图像拼接结果56-57
• 3.6.3 高精细地图标注57-58
• 3.6.4 高精细地图应用58-59
• 3.7 本章小结59-60
• 第四章 基于高精细地图的车道级导航方法60-72
• 4.1 引言60-61
• 4.2 导航系统61-66
• 4.2.1 路径规划方法61-64
• 4.2.2 导航流程64-66
• 4.3 车道级路径规划方法66-67
• 4.4 实验结果与分析67-70
• 4.4.1 路径规划算法效率67-68
• 4.4.2 车道级规划结果68-70
• 4.5 本章小结70-72
• 第五章 总结与展望72-74
• 5.1 总结72-73
• 5.2 展望73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77-78
• 攻读学位期间的学术成果78

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本文编号：358611