[发明专利]基于室内停车场定位系统的停车与寻车方法

说明书

本发明涉及一种基于室内停车场定位系统的停车与寻车方法，属于智慧交通领域。基于GNSS+UWB/BT+IMU融合的室内定位导航方法进行室外到室内的过渡区域的无缝定位切换，通过设计基于室内UWB/BT最优布局方法和UWB/BT+IMU融合的室内定位导航方法，实现室内定位精度的增强，同时基于UWB/BT实现室内智能停车和寻车。本发明包括以下几个部分：基于GNSS+IMU融合的室外定位导航方法；室内UWB/BT最优布局定位精度增强方法；基于UWB/BT+IMU融合的室内定位导航方法；基于GNSS+UWB/BT+IMU的室内外过渡区域无缝定位切换；基于UWB/BT的钥匙定位与室内停车寻车方法。

技术领域

本发明属于智慧交通领域，涉及基于室内停车场定位系统的停车与寻车方法。

背景技术

随着现代城市基础建设的快速发展，室内外环境变得越来越复杂，给定位带来了很大的挑战。目前，相关研究主要集中在低成本高精度定位传感器、融合定位算法和定位系统设计等方面，但仍没有成熟的室内外无缝定位解决方案或者系统投入使用。

因此，为了满足各领域对高精度室内外无缝定位不断增长的需求，提供不受环境约束的室内外位置信息服务，保障公共安全和提高效率，需要一种基于GNSS、UWB/BT、IMU的室内外无缝定位技术，为车联网系统下智慧停车场景提供连续高精度定位信息，从而实现室外到室内过渡高精度定位导航与智能停车、寻车。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于室内停车场定位系统的停车与寻车方法，设计一种室外到室内的无缝定位切换技术实现室外导航到室内导航的切换，并在室内实现智能停车与寻车。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于室内停车场定位系统的停车与寻车方法，该方法包括以下步骤：

S1：室内UWB/BT基站最优布局实现定位：基于樽海鞘群智能优化算法进行目标函数的求解，从而得出UWB/BT基站最优布局方案；

S2：UWB/BT+IMU融合的室内高精度定位：建立状态方程和观测方程，选择滤波估计方法，进行状态参数估计，实现UWB/BT+IMU融合导航定位；

S3：基于GNSS+UWB/BT+IMU的室内外过渡区域无缝定位切换：考虑混合系统状态估计理论，应用交互式多模型算法设计室内外无缝定位方法，实现室内外模型自适应切换和连续高精度定位；

S4：基于UWB/BT的钥匙定位与室内停车寻车：基于UWB/BT进行室内停车场的车主与车辆定位位置获取，通过惯性导航器件进行轨迹推算，并在事先构建好的室内停车场地图基础上实现室内智能停车与寻车。

可选的，所述S1中，室内UWB/BT基站最优布局实现定位具体为：以几何精度因子性能指标建立基站最优布局目标函数，设计几何精度因子目标函数，基于樽海鞘群智能优化算法，以目标区域离散位置点的最小平均几何精度因子作为最优解目标；

樽海鞘群智能优化算法具体包括：进行种群初始化，设置种群大小以及随机分配种群个体初始位置，计算每个个体当前的适应度值，即当前维度中UWB/BT基站布设情况下目标区域内的平均几何精度因子，并将适应度值进行排序，选择适应度值最小的UWB/BT基站位置作为当前食物位置，再根据排序后的适应度序列选择种群中的领导者和跟随者，通过实时观察算法收敛情况来设置最大迭代次数，更新领导者和跟随者的位置，最后得出优化算法的最优解，即UWB/BT最优布局方案。

可选的，所述S2中，UWB/BT+IMU融合的室内高精度定位具体为：利用IMU解算的速度、加速度、角度等数据建立融合定位系统的状态方程，利用UWB/BT解算的测距数据或坐标数据建立融合定位系统的观测方程，结合状态方程和观测方程建立融合系统模型；选择抗差自适应卡尔曼滤波估计方法作为融合算法，最终解算得到定位数据。