芬蘭坦佩雷理工大學計算機系統(tǒng)系的一個研究小組早就以其在慣性和綜合導航領域的研究而知名和備受尊重，近日開發(fā)和證實了地圖匹配數(shù)值概率算法。

根據(jù)坦佩雷理工大學在芬蘭所做的研究，以數(shù)字道路圖輔助主導航系統(tǒng)可提高導航系統(tǒng)的定位精度和可靠性。要實現(xiàn)最大的可靠性，高性能陀螺儀必不可少。在此研究中，VTITechnologies設計的組合傳感器SCC1300被用于提高定位精度。

計算機系統(tǒng)系慣性導航專家PavelDavidson表示：我們研究和開發(fā)工作的目標是利用數(shù)字道路圖中的有用信息為車輛精確定位。為實現(xiàn)這一目標，我們開發(fā)了一個算法來實現(xiàn)基于傳感器的精確汽車導航。我們的方法需要一個大多數(shù)汽車通過OBD接口配備的標準速度傳感器，一個MEMS（微機電系統(tǒng)）高性能陀螺儀和數(shù)字街道圖。

地圖輔助的推算定位導航系統(tǒng)的位置誤差更小

據(jù)Davidson先生所述，雖然當前存在幾種不同的地圖匹配算法，但它們無法適用于GPS導航不可用或不可靠的情況，如很多城市環(huán)境中。研究顯示地圖輔助的推算定位導航系統(tǒng)的位置誤差顯著低于傳統(tǒng)推算定位導航系統(tǒng)的位置誤差。有了街道圖的幫助后，偏航誤差可隨時在路段被正確識別時消除，而沿航誤差可在車輛轉(zhuǎn)彎后消除，因此位置精度很大程度上取決于車輛路線。

Davidson先生講解道：我們解決方案的基礎是基于Monte-Carlo的統(tǒng)計信號處理（也被稱為粒子濾波）的遞歸執(zhí)行?；驹硎鞘褂秒S機樣本（也稱為粒子）在使用道路圖信息的動態(tài)估計框架中代表車輛位置的后驗密度。由于粒子濾波器對型號和噪聲分布類型沒有限制，因此速度和航向測量誤差可精確模型化。

該方法根據(jù)車載傳感器測出的車速和航向數(shù)據(jù)使用推算定位方程式。定位推算在車輛沿直道行駛時只需使用速度信息，但在車輛轉(zhuǎn)彎時則需要陀螺儀。有趣的是，車輛轉(zhuǎn)彎越多，定位越精確。

需要精確穩(wěn)定的陀螺儀

坦佩雷理工大學研究小組-JussiCollin博士表示：有了粒子濾波后，偏航和沿航誤差便可以減少。但為了獲得在長時間沒有GPS更新時仍有效的導航解決方案，我們需要優(yōu)質(zhì)精確的陀螺儀來測量轉(zhuǎn)首角速度。

陀螺儀越精確穩(wěn)定越好，因為不準確的位置信息會使所需的粒子數(shù)會非常高，而準確的航向數(shù)據(jù)有助于減少所需的計算能力。在研究組進行的試驗中，VTI的SCC1300組合傳感器的性能尤為突出。

VTITechnologies產(chǎn)品經(jīng)理VilleNurmiainen表示：SCC1300陀螺儀的核心是基于VTI專利的3DMEMS技術的傳感元件，因此是非?？煽俊⒌驮胍艉途_的陀螺儀。SCC1300陀螺儀還在內(nèi)部集成了一個高精確3軸加速度計。它為需要極高精確度的此類應用提供了很多令人關注的機會。

坦佩雷理工大學開發(fā)的算法的可靠性和準確性得到了現(xiàn)實城市環(huán)境中駕駛測試數(shù)據(jù)的檢測。

JussiCollin總結道：我們的地圖匹配算法解決方案提高了導航系統(tǒng)的定位精度，可供車輛和行人使用。它可以方便地在便攜導航設備上實時執(zhí)行，因為其計算量對于現(xiàn)代信號處理器而言不算大。

VTI簡介

VTITechnologies是加速度、傾斜和角運動傳感器解決方案的領先供應商，服務于交通、醫(yī)療、器械和消費電子應用領域。VTI的產(chǎn)品可以提高終端應用產(chǎn)品的安全性和質(zhì)量，并延長其使用壽命。其硅電容傳感器采用的是該公司專有的三維MEMS（微機電系統(tǒng)）技術。

坦佩雷理工大學簡介

坦佩雷理工大學(TUT)是一個活躍的科學社群，包括2,000名教員和10,000多名學生。大學以基金會的形式運作，并擁有與其他研究機構和企業(yè)合作的悠久傳統(tǒng)。大學開展的很多領域的研究對解決全球挑戰(zhàn)發(fā)揮了關鍵作用。