[发明专利]导航系统内的测距法测量结果的完整性监测

说明书

本发明题为“导航系统内的测距法测量结果的完整性监测”。本文提供了用于对导航系统内的测距法测量结果进行完整性监测的系统和方法。在某些实施方案中，系统包括利用光学输入生成图像帧的成像传感器。该系统还包括提供伪距测量结果的GNSS接收器；以及接收图像帧和伪距测量结果的计算设备。此外，计算设备利用在不同时间采集的图像帧计算测距法信息；以及基于伪距测量结果和测距法信息来计算系统的全解。另外，计算设备基于伪距测量结果的子组和测距法信息来计算系统的子解，其中子解中的一个子解不基于测距法信息。此外，计算设备基于全解与子解的比较来确定伪距测量结果、测距法信息和由导航系统估计的位置的完整性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年4月20日提交的印度专利申请序列号202041016982的权益；上述专利申请的全部内容以引用方式并入本文，如同全文列出一样。

背景技术

车辆通常具有采集关于车辆的运动、位置和角取向的信息并根据所采集的信息计算导航数据的导航系统。为了采集用于计算导航数据的信息，一些导航系统可包括传感器装置，该传感器装置具有惯性测量单元(IMU)和/或全球导航卫星系统(GNSS)天线/接收器，其提供与车辆运动和车辆位置相关的测量结果。另外，导航系统可使用Kalman滤波器处理测量结果，以估计车辆相对于所限定的参考坐标系的位置、速度和角取向或车辆运动学，并且对由传感器提供的测量结果应用校正。

另外，一些导航系统用于安全关键型导航应用中。在安全关键型导航应用中，重要的是确保传感器提供可靠的测量结果。因此，可连续监测由传感器提供的测量结果和其他输出，以估计传感器的健康状况、由导航系统中的传感器提供的测量结果的完整性以及由导航系统估计的车辆运动学的完整性。

很多情况下，通过利用由各种传感器提供的传感器测量结果中的冗余，并且通过使用概率算法来检测错误并估计无错误操作期间的运动学误差，实现对于传感器的健康状况、传感器测量结果的完整性以及由导航系统估计的车辆运动学的完整性的监测。用于监测由导航系统使用的测量结果的完整性的方法的一个示例是解分离技术。

另外，用于导航的测量结果可由成像传感器提供。基于图像的传感器可包括相机、雷达、激光雷达或识别并测量位于车辆周围环境中的特征的其他系统。成像传感器可通常提供二维(2D)图像和/或点云的形式的测量结果。使用在不同时间采集的信息，可跟踪环境中的特征以提供参考点，处理器可通过参考点提供导航测量结果。具体地讲，利用图像数据计算得出的导航测量结果可包括关于车辆相对于所采集的图像数据中识别的特征的位置、速度和角取向的信息。

在一些实施方案中，从成像传感器采集的信息可与来自其他传感器诸如IMU和GNSS接收器的测量结果结合使用，以有助于计算车辆运动学状态的统计估计值，并且在GNSS测量结果或其他传感器测量结果不可用时保持导航系统性能。

发明内容

本文提供了用于对导航系统内的测距法测量结果进行完整性监测的系统和方法。在某些实施方案中，系统包括被配置为利用光学输入生成多个图像帧的一个或多个成像传感器。该系统还包括被配置为提供伪距测量结果的全球导航卫星系统(GNSS)接收器。另外，该系统包括被配置为接收多个图像帧和伪距测量结果的一个或多个计算设备。此外，一个或多个计算设备被配置为利用多个图像帧中的两个或更多个图像帧计算测距法信息，其中两个或更多个图像帧是在不同时间采集的。另外，一个或多个计算设备被配置为基于伪距测量结果和测距法信息来计算系统的全解。另外，一个或多个计算设备被配置为基于伪距测量结果的子组和测距法信息来计算系统的多个子解，其中多个子解中的至少一个子解不基于测距法信息。此外，一个或多个计算设备被配置为基于全解和多个子解的比较来确定伪距测量结果、测距法信息和由导航系统估计的位置的完整性。

附图说明

当考虑到优选实施方案的描述和以下附图时，本发明的实施方案可以更容易理解，并且其进一步的优点和用途更加显而易见，在附图中：

图1是根据本公开所述的一个方面的导航系统的框图；