基于車載GPS-INS系統(tǒng)的道路線形多參數(shù)識別技術(shù)研究.pdf

1、道路是汽車行駛的載體，道路線形參數(shù)的優(yōu)良也直接影響著汽車行駛安全性及穩(wěn)定性。在汽車的側(cè)翻模型中，汽車轉(zhuǎn)彎半徑，道路坡度值等道路線形參數(shù)是引起汽車側(cè)翻的重要因素。因此，為了研究道路線形參數(shù)對汽車行駛穩(wěn)定性的影響，就需要準(zhǔn)確的獲取汽車轉(zhuǎn)彎半徑，道路坡度值等道路線形參數(shù)。
　　依據(jù)道路設(shè)計(jì)圖紙獲取道路線形參數(shù)對于修建年代久遠(yuǎn)的道路存在誤差較大的不足。利用人工測量的方法雖能獲取比較準(zhǔn)確的道路線形參數(shù)，但測量過程耗時(shí)久，且需要封閉道路。由于

2、汽車行駛過程中的行駛車速、方向、軌跡及姿態(tài)參數(shù)能夠反映行駛道路的線形參數(shù)。因此，本文提出了一種基于車載GPS/INS設(shè)備獲得的汽車行駛過程中的行駛車速、方向、軌跡及姿態(tài)參數(shù)，快速、準(zhǔn)確的識別道路平縱曲線線形參數(shù)的方法。
　　為了能夠獲取比較精確的原始數(shù)據(jù)，針對常用的車載GPS設(shè)備易出現(xiàn)信號丟失的問題，提出了將GPS/INS設(shè)備應(yīng)用到汽車行駛過程中的行駛車速、方向、軌跡及姿態(tài)參數(shù)的采集過程中。
　　由于道路情況復(fù)雜，在不同等級

3、路面上采集的數(shù)據(jù)中混雜的噪聲頻率不盡相同。因此，需要在處理前確定截止頻率的常規(guī)低通濾波方法不能滿足本文數(shù)據(jù)消噪的要求。由于小波分析在處理信號時(shí)，能夠根據(jù)頻率不同采用不同的時(shí)間窗和頻率窗，將不同的頻率成分分解到不同頻帶上。因此引入小波分析的方法用于本文的數(shù)據(jù)消噪，并以實(shí)例驗(yàn)證了小波消噪的可行性及優(yōu)越性。
　　數(shù)據(jù)消噪完成后，根據(jù)道路縱曲線和平曲線的特性，本文提出了道路線形參數(shù)的識別算法。在道路平曲線線形參數(shù)的識別算法中，提出將道路航

4、向角應(yīng)用到道路平曲線的不同線形段的交點(diǎn)判斷中，依據(jù)最小二乘法識別出的道路平曲線的不同線形段的交點(diǎn)對道路平曲線分段，然后根據(jù)分段進(jìn)行曲線擬合并提取道路平曲線線形參數(shù)。
　　針對GPS/INS設(shè)備測量高程不精確的問題，提出了一種利用汽車車速在NED坐標(biāo)內(nèi)分量夾角獲得高精度的道路坡度角的方法。然后又綜合考慮GPS/INS設(shè)備采集的高程具有變化趨勢與實(shí)際高程變化趨勢誤差較小的特點(diǎn)，將GPS/INS設(shè)備采集的高程用于道路縱曲線變坡點(diǎn)判別中，