具有导航系统的自动驾驶车辆位置估计方法

具有导航系统的自动驾驶车辆位置估计方法

近年来，GNSS（全球导航卫星系统）的定位精度不断提高，在日本已经实现厘米级定位。本文研究了三菱电动汽车（有电动助力转向和高精度GNSS）的位置和姿态估计算法。虽然GNSS接收器每秒可计算出车辆所处经度和纬度，但频率仍不足以平滑地控制车辆行驶。

利用GNSS和车载传感器对车辆的位置和姿态进行高频估计，并控制车辆转向和车速，当有精确的路线图时，建立绝对坐标系，控制车辆沿路线行驶，从而实现车辆的自动驾驶。

对于自动驾驶车辆系统，车辆位置和航向角度非常重要，但GNSS系统只能获得车辆位置。本文介绍了车辆位置和航向角度的估计方法，从而实现对自动驾驶车辆的控制。车辆姿态估计算法采用车辆位置逼近的1阶方位角的估计算法，该算法可进行仿真模拟精确估计航向角，并且其实际估计测试车辆姿态误差可保持在1m范围内。

但是由于GNSS的定位频率低、定位矢量不准确，因此采用车辆速度和偏航率代替车辆位置和航向角计算车辆位置。仿真结果表明，采用车辆速度和偏航率进行车辆位置和姿态估计，相比原有方法计算效率更高，可以更加平滑地控制车辆行驶。在车辆测试中，该方法仍然能使车辆在1m精度范围内跟随目标路线。

Hiroaki Kitano.SAE 2016-01-0166.

编译：徐嘉浩