芬蘭坦佩雷理工大學(xué)計算機(jī)系統(tǒng)系的一個研究小組早就以其在慣性和綜合導(dǎo)航領(lǐng)域的研究而知名和備受尊重，近日開發(fā)和證實了地圖匹配數(shù)值概率算法。

根據(jù)坦佩雷理工大學(xué)在芬蘭所做的研究，以數(shù)字道路圖輔助主導(dǎo)航系統(tǒng)可提高導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度和可靠性。要實現(xiàn)最大的可靠性，高性能陀螺儀必不可少。在此研究中，VTITechnologies設(shè)計的組合傳感器SCC1300被用于提高定位精度。

計算機(jī)系統(tǒng)系慣性導(dǎo)航專家PavelDavidson表示：我們研究和開發(fā)工作的目標(biāo)是利用數(shù)字道路圖中的有用信息為車輛精確定位。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，我們開發(fā)了一個算法來實現(xiàn)基于傳感器的精確汽車導(dǎo)航。我們的方法需要一個大多數(shù)汽車通過OBD接口配備的標(biāo)準(zhǔn)速度傳感器，一個MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）高性能陀螺儀和數(shù)字街道圖。

地圖輔助的推算定位導(dǎo)航系統(tǒng)的位置誤差更小

據(jù)Davidson先生所述，雖然當(dāng)前存在幾種不同的地圖匹配算法，但它們無法適用于GPS導(dǎo)航不可用或不可靠的情況，如很多城市環(huán)境中。研究顯示地圖輔助的推算定位導(dǎo)航系統(tǒng)的位置誤差顯著低于傳統(tǒng)推算定位導(dǎo)航系統(tǒng)的位置誤差。有了街道圖的幫助后，偏航誤差可隨時在路段被正確識別時消除，而沿航誤差可在車輛轉(zhuǎn)彎后消除，因此位置精度很大程度上取決于車輛路線。

Davidson先生講解道：我們解決方案的基礎(chǔ)是基于Monte-Carlo的統(tǒng)計信號處理（也被稱為粒子濾波）的遞歸執(zhí)行?；驹硎鞘褂秒S機(jī)樣本（也稱為粒子）在使用道路圖信息的動態(tài)估計框架中代表車輛位置的后驗密度。由于粒子濾波器對型號和噪聲分布類型沒有限制，因此速度和航向測量誤差可精確模型化。

該方法根據(jù)車載傳感器測出的車速和航向數(shù)據(jù)使用推算定位方程式。定位推算在車輛沿直道行駛時只需使用速度信息，但在車輛轉(zhuǎn)彎時則需要陀螺儀。有趣的是，車輛轉(zhuǎn)彎越多，定位越精確。

需要精確穩(wěn)定的陀螺儀

坦佩雷理工大學(xué)研究小組-JussiCollin博士表示：有了粒子濾波后，偏航和沿航誤差便可以減少。但為了獲得在長時間沒有GPS更新時仍有效的導(dǎo)航解決方案，我們需要優(yōu)質(zhì)精確的陀螺儀來測量轉(zhuǎn)首角速度。

陀螺儀越精確穩(wěn)定越好，因為不準(zhǔn)確的位置信息會使所需的粒子數(shù)會非常高，而準(zhǔn)確的航向數(shù)據(jù)有助于減少所需的計算能力。在研究組進(jìn)行的試驗中，VTI的SCC1300組合傳感器的性能尤為突出。

VTITechnologies產(chǎn)品經(jīng)理VilleNurmiainen表示：SCC1300陀螺儀的核心是基于VTI專利的3DMEMS技術(shù)的傳感元件，因此是非常可靠、低噪音和精確的陀螺儀。SCC1300陀螺儀還在內(nèi)部集成了一個高精確3軸加速度計。它為需要極高精確度的此類應(yīng)用提供了很多令人關(guān)注的機(jī)會。

坦佩雷理工大學(xué)開發(fā)的算法的可靠性和準(zhǔn)確性得到了現(xiàn)實城市環(huán)境中駕駛測試數(shù)據(jù)的檢測。

JussiCollin總結(jié)道：我們的地圖匹配算法解決方案提高了導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度，可供車輛和行人使用。它可以方便地在便攜導(dǎo)航設(shè)備上實時執(zhí)行，因為其計算量對于現(xiàn)代信號處理器而言不算大。

VTI簡介

VTITechnologies是加速度、傾斜和角運(yùn)動傳感器解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，服務(wù)于交通、醫(yī)療、器械和消費電子應(yīng)用領(lǐng)域。VTI的產(chǎn)品可以提高終端應(yīng)用產(chǎn)品的安全性和質(zhì)量，并延長其使用壽命。其硅電容傳感器采用的是該公司專有的三維MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)。

坦佩雷理工大學(xué)簡介

坦佩雷理工大學(xué)(TUT)是一個活躍的科學(xué)社群，包括2,000名教員和10,000多名學(xué)生。大學(xué)以基金會的形式運(yùn)作，并擁有與其他研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)合作的悠久傳統(tǒng)。大學(xué)開展的很多領(lǐng)域的研究對解決全球挑戰(zhàn)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。