具有導航系統(tǒng)的自動駕駛車輛位置估計方法

近年來，GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）的定位精度不斷提高，在日本已經(jīng)實現(xiàn)厘米級定位。本文研究了三菱電動汽車（有電動助力轉(zhuǎn)向和高精度GNSS）的位置和姿態(tài)估計算法。雖然GNSS接收器每秒可計算出車輛所處經(jīng)度和緯度，但頻率仍不足以平滑地控制車輛行駛。

利用GNSS和車載傳感器對車輛的位置和姿態(tài)進行高頻估計，并控制車輛轉(zhuǎn)向和車速，當有精確的路線圖時，建立絕對坐標系，控制車輛沿路線行駛，從而實現(xiàn)車輛的自動駕駛。

對于自動駕駛車輛系統(tǒng)，車輛位置和航向角度非常重要，但GNSS系統(tǒng)只能獲得車輛位置。本文介紹了車輛位置和航向角度的估計方法，從而實現(xiàn)對自動駕駛車輛的控制。車輛姿態(tài)估計算法采用車輛位置逼近的1階方位角的估計算法，該算法可進行仿真模擬精確估計航向角，并且其實際估計測試車輛姿態(tài)誤差可保持在1m范圍內(nèi)。

但是由于GNSS的定位頻率低、定位矢量不準確，因此采用車輛速度和偏航率代替車輛位置和航向角計算車輛位置。仿真結(jié)果表明，采用車輛速度和偏航率進行車輛位置和姿態(tài)估計，相比原有方法計算效率更高，可以更加平滑地控制車輛行駛。在車輛測試中，該方法仍然能使車輛在1m精度范圍內(nèi)跟隨目標路線。

Hiroaki Kitano.SAE 2016-01-0166.

編譯：徐嘉浩