基于多手機定位的公交車輛定位研究.pdf

1、發(fā)展智能公共交通系統(tǒng)是解決城市交通問題的有效途徑。公交車輛定位技術(shù)是自動收集公交車輛運行情況的有效方法,是建立智能公交系統(tǒng)的基礎(chǔ)和前提。手機定位技術(shù)是隨著移動通信技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來的一種新型定位技術(shù)。由于城市手機使用非常廣泛,且移動通信網(wǎng)絡(luò)無縫覆蓋,手機定位基本不存在信號遺失的情況,因此,將其應(yīng)用于公交車定位,是實現(xiàn)自動公交車輛定位的新途徑,對于改善廣泛采用的GPS在城市高樓密集區(qū)定位性能差甚至無法定位的缺點,具有十分重要的意義。針對單

2、手機定位下獲得的公交車定位精度不高,本文首次提出基于多手機的公交車定位,通過對同一公交車上的多部手機進(jìn)行定位,綜合運用數(shù)據(jù)融合和地圖匹配技術(shù)抑制定位誤差,達(dá)到提高公交車定位精度的目的。研究定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合算法并設(shè)計與之相適應(yīng)的地圖匹配算法是其中的關(guān)鍵和核心。論文在綜合比較各種手機定位技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用TDOA定位技術(shù)對多部在車手機進(jìn)行定位,建立了基于多手機定位的公交車定位技術(shù)的框架。通過分析TDOA定位誤差模型,討論了同一輛公交車上同

3、一時刻的多部手機的定位誤差分布特征。并以此為基礎(chǔ),針對多部在車手機定位誤差分布規(guī)律,提出采用自適應(yīng)加權(quán)融合算法對多手機定位值進(jìn)行融合。實驗證明,相對于單手機定位,該方法應(yīng)用于公交車定位在可靠性和改善定位精度上具有優(yōu)越性。在此基礎(chǔ)上,研究了多手機融合定位值的幾何測量誤差與公交車真實位置間的關(guān)系及其規(guī)律,并根據(jù)該規(guī)律提出了相應(yīng)的幾何測量誤差修正算法,對比實驗結(jié)果顯示該算法能夠有效減小幾何測量誤差值。論文還研究了被測量手機數(shù)與公交車的定位精度

4、間的關(guān)系,為確定公交車定位過程中所需的被測量手機數(shù)量提供了理論依據(jù)。最后,根據(jù)智能公交系統(tǒng)中車輛定位的要求,設(shè)計了基于多手機定位的公交車輛定位系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊,在廣泛研究現(xiàn)有地圖匹配算法的基礎(chǔ)上,針對公交車運行的特征,提出改進(jìn)的垂直投影法對公交車輛進(jìn)行地圖匹配。實驗結(jié)果表明,應(yīng)用本文提出的多手機定位及地圖匹配技術(shù),公交車輛的定位精度相對于單手機定位有較大提高,例如,在3部手機定位情況下,可以將定位誤差減小到單手機定位的46％左右