一種使用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進(jìn)行車輛行駛里程計(jì)算的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能交通領(lǐng)域，具體涉及一種使用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進(jìn)行車輛行駛里程計(jì) 算的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 衛(wèi)星定位系統(tǒng)（如全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS\北斗系統(tǒng)等）的誕生給我們的日常生活 帶來了極大的變化，借助此項(xiàng)技術(shù)獲取車輛的坐標(biāo)位置，可以使我們方便的進(jìn)行一些交通 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)工作，比如車輛的行駛里程統(tǒng)計(jì)。尤其是道路運(yùn)輸企業(yè)進(jìn)行安全和節(jié)能管理和 分析工作時(shí)，車輛行駛里程是非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前，衛(wèi)星定位系統(tǒng)已在各級(jí)道路運(yùn)輸 企業(yè)包括個(gè)人用戶中得以廣泛應(yīng)用，如何充分利用這些海量的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)來計(jì)算獲得準(zhǔn) 確的車輛行駛里程，具有重要的價(jià)值和實(shí)際意義。
[0003] 目前，在使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)車輛行駛里程時(shí)，由于衛(wèi)星定位系統(tǒng)自身 的信號(hào)感測(cè)誤差，可能會(huì)造成對(duì)車輛當(dāng)前的定位位置不夠準(zhǔn)確，俗稱"漂移"。尤其當(dāng)被定位 的車輛處于低速或者靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)感測(cè)到的該車輛的位置有可能并不是 該車輛的實(shí)際位置，而是隨機(jī)分布在以該車輛的實(shí)際位置為圓心，具有一定半徑的圓形區(qū) 域內(nèi)，并隨時(shí)有可能發(fā)生變化。而常用的統(tǒng)計(jì)車輛行駛里程的做法是將衛(wèi)星定位系統(tǒng)每秒 上報(bào)的車輛即時(shí)速度乘以1秒計(jì)算出這一秒鐘內(nèi)車輛行駛的里程，再將車輛每秒鐘內(nèi)行駛 的里程進(jìn)行累加得出總的行駛里程。但由于上述漂移現(xiàn)象的干擾，當(dāng)車輛實(shí)際上處于靜止 狀態(tài)時(shí)，衛(wèi)星定位系統(tǒng)還是有可能感測(cè)到其位置在發(fā)生變化，每秒鐘仍然都可能會(huì)上報(bào)該 車輛的速度，并根據(jù)該虛假的速度上報(bào)信息繼續(xù)計(jì)算及累加該車輛的行駛里程。這樣顯然 就會(huì)造成車輛行駛里程統(tǒng)計(jì)上的錯(cuò)誤。
[0004] 對(duì)于這種情況，許多廠商或用戶所使用的方法是:設(shè)置速度過濾門限，來避免靜止 時(shí)的里程累積。具體地，當(dāng)速度低于某一門限時(shí)，不累積該即時(shí)里程，只有速度高于該門限 才累積里程。這種方法存在以下缺點(diǎn)：由于只是簡(jiǎn)單的設(shè)置一個(gè)統(tǒng)計(jì)起始速度門限，如果過 濾門限設(shè)置太高，則低于該門限的低速運(yùn)行里程無法累積，如果過濾門限設(shè)置太低，則無法 達(dá)到速度過濾的目的，這樣的一刀切的統(tǒng)計(jì)方法會(huì)造成較大的大約10%左右的誤差，使得 統(tǒng)計(jì)失去意義。
[0005] 此外，本說明書參考引用了授權(quán)號(hào)為CN 102853845B的發(fā)明專利中所列舉的現(xiàn)有 的其他一些車輛行駛里程統(tǒng)計(jì)方法存在的不足：
[0006] 1、只能在該車輛上汽車?yán)锍瘫泶a盤查看具體數(shù)值，給遠(yuǎn)程管理中心的監(jiān)控和管理 造成難度。
[0007] 2、車輛上汽車?yán)锍瘫泶a盤只能統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)時(shí)的總里程數(shù)據(jù)，無法看到之前的某段時(shí) 間內(nèi)的里程數(shù)據(jù)。
[0008] 3、車輛上汽車?yán)锍瘫泶a盤很容易被人拆開后撥動(dòng)數(shù)碼盤篡改累計(jì)行駛里程的數(shù) 值，使得管理部門無法準(zhǔn)確地獲知車輛的實(shí)際累計(jì)行駛里程數(shù)據(jù)。
[0009] 4、里程統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存放在監(jiān)控車輛側(cè)的車載終端上，未將里程統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)程 管理中心。
[0010] 5、遠(yuǎn)程管理中心的車輛行駛里程統(tǒng)計(jì)要求GPS車載終端上報(bào)的位置信息中包含了 里程數(shù)值，不能處理未包含里程統(tǒng)計(jì)的位置信息。
[0011] 6、通過GPS位置信息中計(jì)算經(jīng)煒度時(shí)不能有效剔除"靜態(tài)漂移"引起的累計(jì)誤差。
[0012] 7、里程統(tǒng)計(jì)方法沒有考慮GPS位置信息數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確對(duì)計(jì)算精度的影響。
[0013] 此外還有，一種車輛里程統(tǒng)計(jì)方法（【申請(qǐng)?zhí)枴?01210467630.0)，該方法將GPS定位 技術(shù)和采集車速傳感器脈沖的方式二者結(jié)合，但需要額外采集車速傳感器脈沖，限制了方 法的應(yīng)用條件。
[0014] 一種統(tǒng)計(jì)車輛行駛里程的方法（【申請(qǐng)?zhí)枴?00610069034.1)，該方法用相鄰兩時(shí)間 點(diǎn)車輛位置信息中的經(jīng)煒度計(jì)算出相鄰兩時(shí)間點(diǎn)車輛行駛的距離;使用矯正系數(shù)計(jì)算上述 相鄰兩時(shí)間點(diǎn)車輛行駛距離的矯正距離；將上述矯正距離疊加到累計(jì)行駛里程數(shù)據(jù)中。該 方法中涉及的矯正系數(shù)定義是，使用通過車輛大量的反復(fù)多次實(shí)際行駛測(cè)試得出的實(shí)測(cè)距 離與GPS數(shù)據(jù)計(jì)算距離的誤差得到的矯正系數(shù)。這一方法存在的問題是車輛行駛路線復(fù)雜 多變，且各類用戶采集衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的頻率也均不相同，即便大量的車輛試驗(yàn)也無法保證 矯正系數(shù)的通用性，且確定這一矯正系數(shù)所需的試驗(yàn)成本高昂，也限制了方法的應(yīng)用條件。
[0015] 一種基于無線網(wǎng)絡(luò)和GPS位置信息實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)汽車行駛里程的方法（【申請(qǐng)?zhí)枴?200810070407.6)，該方法也采用矯正系數(shù)進(jìn)行距離矯正，但也需要預(yù)先設(shè)定試驗(yàn)條件進(jìn)行 矯正系數(shù)的標(biāo)定，同樣存在確定矯正系數(shù)需試驗(yàn)成本，方法的應(yīng)用條件存在限制等問題。
[0016] 因此，提供一種不依賴于其他方式比如車速表和接入如脈沖信號(hào)等其他擴(kuò)展信息 的，僅依靠衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，就能準(zhǔn)確判斷被定位車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行行駛里 程統(tǒng)計(jì)，從而減少現(xiàn)有技術(shù)對(duì)車輛行駛里程統(tǒng)計(jì)誤差的方法，就顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明目的在于提供一種使用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進(jìn)行車輛行駛里程計(jì)算的方法，以解 決不依賴于其他擴(kuò)展信息，僅依靠衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，就能準(zhǔn)確判斷被定位車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并根 據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行行駛里程統(tǒng)計(jì)，從而減少車輛行駛里程統(tǒng)計(jì)誤差的技術(shù)問題。
[0018] 為了實(shí)現(xiàn)按上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0019] 一種使用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進(jìn)行車輛行駛里程計(jì)算的方法，利用存儲(chǔ)在監(jiān)控中心系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)或衛(wèi)星定位車載終端中的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)記錄，首先選擇待統(tǒng)計(jì)里程的具體車輛，根 據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)間段篩選該車輛的全部衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)記錄，根據(jù)設(shè)定的速度區(qū)分閾值，將所有衛(wèi) 星定位數(shù)據(jù)記錄劃分為低速模式和中高速模式。對(duì)兩種模式分別采用不同算法來計(jì)算和統(tǒng) 計(jì)行駛里程。
[0020] 1)當(dāng)首條衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)記錄中的衛(wèi)星定位速度時(shí)，從首條衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)記錄 開始遍歷選擇所有連續(xù)相鄰的衛(wèi)星定位速度< V的低速記錄，形成記錄集N，其中V為速度區(qū) 分閾值；
[0021] 2)若記錄集N中記錄條數(shù)i<b(b為可人工設(shè)定的最小記錄數(shù)閾值），則直接取第一 條低速記錄的前一條記錄(如第一條記錄為首條衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)記錄，則直接取第一條記錄） 與后b-Ι條記錄的相鄰記錄間坐標(biāo)距離S臨，作為可有效累計(jì)的低速模式下的累計(jì)里程值％， 當(dāng)且僅當(dāng)S臨<60/f X w，S(S= S(S+S臨。式中，f為本次選定用于統(tǒng)計(jì)里程的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)記錄的 每分鐘采集次數(shù)，即采集頻率;W為相鄰點(diǎn)距離誤差修正值，用于濾除兩條相鄰記錄的坐標(biāo) 距離超過正常值的情況，一般認(rèn)為道路車輛的極限速度應(yīng)不超過100米/秒= 360KM/h，所以 w可設(shè)為一定值如100。計(jì)算結(jié)束后，給出本記錄集N的％；;
[0022] 3)若記錄集N中記錄條數(shù)i>b，則：
[0023] a)從記錄集N中的首記錄起，依序計(jì)算直到最后一條記錄，計(jì)算當(dāng)前記錄與下一相 鄰記錄的相鄰記錄間坐標(biāo)距離S臨，當(dāng)且僅當(dāng)S臨〈6 0 /f X w，Sl = Sl+Sis，結(jié)束計(jì)算后，得到Sl，Sl 為當(dāng)前記錄到首記錄的所有記錄之間的有效記錄間坐標(biāo)距離之和；
[0024] b)從記錄集N中的首記錄起，依序計(jì)算除首記錄外其他各條記錄與首記錄的記錄 間坐標(biāo)距離S〇i，當(dāng)且僅當(dāng)3。<60/^\1\￥\111，3^為有效值，否者舍棄3^。式中，111為任意點(diǎn)距 離誤差修正值，用于濾除第i條記錄與首記錄的記錄間坐標(biāo)距離超過正常值的情況，一般認(rèn) 為道路車輛以不高于V的車速連續(xù)直線行駛的距離應(yīng)是坐標(biāo)距離最大值，所以為計(jì)算方便 計(jì)，m選值在2-5區(qū)間取整即可；
[0025] C)判斷當(dāng)前記錄下的SQ1值與Sl/31結(jié)果值的大小，如果Sc^Sl/ji，則累計(jì)低速模式下 的累計(jì)里程值S(S，即S(S=S(S+Su否則判定該條記錄下車輛處于停車或者衛(wèi)星定位信號(hào)漂移 狀態(tài)，不進(jìn)行里程值的累計(jì)計(jì)算；
[0026] 4)當(dāng)首條衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)記錄中的衛(wèi)星定位速度〉V時(shí)，從首記錄開始遍歷選擇所有 連續(xù)相鄰的衛(wèi)星定位速度〉V的中高速記錄，形成記錄集N，則：
[0027] a)從記錄集N中的首記錄起，依序計(jì)算當(dāng)前記錄與下一相鄰記錄的相鄰記錄間坐 標(biāo)距離Sfg、當(dāng)前記錄與下一相鄰記錄的依速度計(jì)算距離Sv;
[0028] b)如果Sv>Sfg，則有Sh = Sv，否則，如果SKSfg并且同時(shí)滿足S臨<60/f X w，則有Sh= Sfg; Sh為有效的相鄰記錄里程；
[0029] c)累計(jì)中尚速模式下的累計(jì)里程值3中高，即3中高=Sc|3高+Sh;
[0030] d)重復(fù)上述計(jì)算步驟直到本記錄集最后一條記錄;給出本記錄集N的S中高；
[0031] 5)定位第i+Ι條記錄，判斷其衛(wèi)星定位速度是否《V，如果是，則第i + Ι條記錄作為 首記錄，重復(fù)上述步驟1)~步驟3);如果否，則第i+Ι條記錄作為首記錄，重復(fù)上述步驟4)， 直到i循環(huán)到已篩選該車輛的全部衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)記錄的最后一條記錄并完成相應(yīng)步驟計(jì)算 為止；
[0032] 6)對(duì)前述過程各步驟計(jì)算得出的所有Sfs和S中高進(jìn)行累加求和，得到最終計(jì)算總里 程S總。
[0033]如上所述的依速度計(jì)算距離Sv的計(jì)算公式為：
[0034] Sv= (vi+V2)/2 X t
[0035]其中vi、V2分別為當(dāng)前記錄與下一相鄰記錄的衛(wèi)星定位速度，t為當(dāng)前記錄與下一 相鄰記錄的衛(wèi)星定位時(shí)間差值。
[0036] 如上所述的所述相鄰記錄間坐標(biāo)距離S臨、其他各條記錄與首記錄的記錄間坐標(biāo)距 離Sea的計(jì)算公式，均采用球面距離計(jì)算公式：
[0037] D(xi，yi，X2，y2) = RXarccos[sin(xi) X sin(X2)+cos(xi) X cos(X2) X cos(yi_y2)]
[0038] 其中X1、X2是煒度值，yi、y2是經(jīng)度值，R為地球半徑。
[0039] 本發(fā)明的有益效果是，利用本發(fā)明提出的使用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進(jìn)行車輛行駛里程計(jì) 算的方法，一方面幫助遠(yuǎn)程監(jiān)控管理中心實(shí)現(xiàn)車輛里程統(tǒng)計(jì)，避免逐一現(xiàn)場(chǎng)查看車輛的里 程表碼盤或者依賴外接的車速等擴(kuò)展信息，無需外接其他傳感器或者OBD等車載設(shè)備，直接 利用平臺(tái)現(xiàn)有的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)。另一方面支持的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)類型多樣，不受終端產(chǎn)品品 牌和型號(hào)的限制，避免更換終端設(shè)備和監(jiān)控平臺(tái)帶來的成本增加。此外對(duì)衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的 分析和容錯(cuò)性更加全面，對(duì)衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的采集頻率要求較為寬泛，能夠有效降低方法實(shí) 施的成本和節(jié)約用戶的無線通信流量。相比較已有算法，本發(fā)明公開的算法對(duì)于因停車、低 速行駛時(shí)發(fā)生定位漂移而產(chǎn)生的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)噪聲有良好的抗干擾性，能夠有效消除這些 漂移數(shù)據(jù)對(duì)里程統(tǒng)計(jì)的影響；同時(shí)可以對(duì)經(jīng)煒度超出合理范圍的非法衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)進(jìn)行屏 蔽，有效提高車輛行駛里程計(jì)算的準(zhǔn)確率。
【附圖說明】