GNSS信号异常值的检测方法、装置及电子设备、存储介质与流程

gnss信号异常值的检测方法、装置及电子设备、存储介质
技术领域
1.本技术涉及车辆定位技术领域，尤其涉及一种gnss信号异常值的检测方法、装置及电子设备、存储介质。


背景技术：

2.传统的组合导航算法使用卡尔曼滤波器融合高频率的imu（inertial measurement unit，惯性测量单元）的信号数据与低频率的gnss（global navigation satellite system，全球导航卫星系统）的信号数据，在预测阶段使用imu的信号数据做航迹推演，在更新阶段使用gnss的信号数据作为观测值进行纠正更新，并且在观测值融合时，使用卡方检测对观测值进行异常值处理，保证滤波器的稳定。
3.然而，卡方检测对于突变的异常gnss信号有很好的检测效果，但是对于慢变的异常gnss信号无法处理，因此当遇到慢变的gnss信号异常时，滤波器会被此类信号带偏，导致最终的定位轨迹偏离正确的航向。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种gnss信号异常值的检测方法、装置及电子设备、存储介质，以有效检测出gnss信号异常值，提高定位结果的准确性和可靠性。
5.本技术实施例采用下述技术方案：第一方面，本技术实施例提供一种gnss信号异常值的检测方法，其中，所述方法包括：获取自车的当前定位信息；根据所述自车的当前定位信息，获取预设范围内的局部高精地图，以及所述自车对应的他车定位信息；根据所述自车的当前定位信息、所述局部高精地图以及所述自车对应的他车定位信息确定gnss信号的有效位置区域；根据所述gnss信号的有效位置区域检测gnss信号异常值。
6.可选地，所述自车的当前定位信息包括自车的当前位置，所述根据所述自车的当前定位信息，获取预设范围内的局部高精地图包括：以所述自车的当前位置为起点，获取所述自车的当前位置对应的预设范围内的高精地图的车道线信息；根据所述预设范围内的高精地图的车道线信息构建所述局部高精地图。
7.可选地，所述自车的当前定位信息包括自车的当前位置，所述根据所述自车的当前定位信息、所述局部高精地图以及所述自车对应的他车定位信息确定gnss信号的有效位置区域包括：将所述自车对应的他车定位信息投影到所述局部高精地图中；以所述自车的当前位置为原点，将所述局部高精地图中的他车定位信息和车道线
信息进行投影，得到2d栅格地图；根据所述2d栅格地图确定所述gnss信号的有效位置区域。
8.可选地，所述根据所述2d栅格地图确定所述gnss信号的有效位置区域包括：根据所述2d栅格地图中的车辆位置信息和道路边缘的车道线信息，确定所述2d栅格地图中的车辆区域和道路边缘区域，作为无效位置区域；将所述2d栅格地图中的无效位置区域以外的剩余区域作为所述gnss信号的有效位置区域。
9.可选地，所述根据所述gnss信号的有效位置区域检测gnss信号异常值包括：确定当前的gnss信号是否处于所述有效位置区域内；若是，则确定当前的gnss信号为正常gnss信号并直接利用当前的gnss信号更新卡尔曼滤波器；若不是，则确定当前的gnss信号为异常gnss信号，不更新所述卡尔曼滤波器，或者，将当前的gnss信号横向平移至当前车道的中心线位置后，以横向平移的距离暂时更新gnss信号的误差范围，再更新所述卡尔曼滤波器。
10.可选地，若当前的gnss信号为异常gnss信号，所述方法还包括：确定是否能够在预设时间段内连续检测到多个gnss信号均处于所述有效位置区域内；若是，则确定gnss信号恢复正常。
11.可选地，所述预设范围通过如下方式确定：获取当前的车速，和/或gnss信号的频率；根据所述当前的车速，和/或所述gnss信号的频率确定所述预设范围。
12.第二方面，本技术实施例还提供一种gnss信号异常值的检测装置，其中，所述装置包括：第一获取单元，用于获取自车的当前定位信息；第二获取单元，用于根据所述自车的当前定位信息，获取预设范围内的局部高精地图，以及所述自车对应的他车定位信息；第一确定单元，用于根据所述自车的当前定位信息、所述局部高精地图以及所述自车对应的他车定位信息确定gnss信号的有效位置区域；检测单元，用于根据所述gnss信号的有效位置区域检测gnss信号异常值。
13.第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行前述之任一所述方法。
14.第四方面，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行前述之任一所述方法。
15.本技术实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本技术实施例的gnss信号异常值的检测方法，先获取自车的当前定位信息；然后根据自车的当前定位信息，获取预设范围内的局部高精地图，以及自车对应的他车定位信息；之后根据自车的当
前定位信息、局部高精地图以及自车对应的他车定位信息确定gnss信号的有效位置区域；最后根据gnss信号的有效位置区域检测gnss信号异常值。本技术实施例的gnss信号异常值检测方法可以在传统的卡方检测的基础上，使用高精地图的数据以及视觉识别设备感知到的数据，进一步对gnss信号异常值进行检测，从而可以根据检测结果，对gnss信号异常值进行纠正或剔除，提高定位轨迹的合理性和可靠性。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例中一种gnss信号异常值的检测方法的流程示意图；图2为本技术实施例中一种gnss信号异常值的检测装置的结构示意图；图3为本技术实施例中一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
17.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
18.以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
19.本技术实施例提供了一种gnss信号异常值的检测方法，如图1所示，提供了本技术实施例中一种gnss信号异常值的检测方法的流程示意图，所述方法至少包括如下的步骤s110至步骤s140：步骤s110，获取自车的当前定位信息。
20.本技术实施例在进行gnss信号异常值的检测时，需要先获取自车的当前定位信息，在组合导航的场景下，这里的当前定位信息可以是指imu惯性测量单元在预测阶段所推演出的自车的当前定位信息，具体可以包括自车的当前位置和运动方向等。
21.步骤s120，根据所述自车的当前定位信息，获取预设范围内的局部高精地图，以及所述自车对应的他车定位信息。
22.在得到自车的当前定位信息后，需要以自车的当前定位信息为基准，获取自车所对应的一定范围内的局部高精地图，以及通过自车的视觉识别设备识别到的自车周围的他车定位信息，他车定位信息具体也可以包括他车的当前位置和运动方向等。
23.步骤s130，根据所述自车的当前定位信息、所述局部高精地图以及所述自车对应的他车定位信息确定gnss信号的有效位置区域。
24.之后根据自车的当前定位信息、自车对应的局部高精地图以及周围的他车定位信息，可以进一步确定出自车的gnss信号可能出现的位置区域即有效位置区域。
25.步骤s140，根据所述gnss信号的有效位置区域检测gnss信号异常值。
26.在确定出上述有效位置区域后，可以利用该有效位置区域检测当前的定位异常是否异常，例如如果当前的gnss信号没有位于该有效位置区域内，说明该gnss信号出现在了不可能出现的位置，因此可以认为是gnss信号异常值，从而实现对异常信号的检测。
27.本技术实施例的gnss信号异常值检测方法可以在传统的卡方检测的基础上，使用高精地图的数据以及视觉识别设备感知到的数据，进一步对gnss信号异常值进行检测，从而可以根据检测结果，对gnss信号异常值进行纠正或剔除，提高定位轨迹的合理性和可靠性。
28.在本技术的一个实施例中，所述预设范围通过如下方式确定：获取当前的车速，和/或gnss信号的频率；根据所述当前的车速，和/或所述gnss信号的频率确定所述预设范围。
29.本技术实施例在确定上述预设范围时，可以以自车的当前位置为起点，提取自车所在的当前道路的前方设定距离内的道路区域对应的高精地图作为局部高精地图。该预设范围的形状可以是以自车为原点构成的圆形区域，或者也可以是矩形区域等。
30.预设范围的大小可以根据实际场景的需求灵活设置，例如在高速场景下，预设范围可以设置的大一些，具体可以根据自车当前的车速来判断，如果自车在一定时间内的车速超过一定速度阈值，则认为是在高速行驶的场景下。又例如，在车辆较多的场景下，预设范围可以设置的小一些。
31.在本技术的一个实施例中，所述自车的当前定位信息包括自车的当前位置，所述根据所述自车的当前定位信息，获取预设范围内的局部高精地图包括：以所述自车的当前位置为起点，获取所述自车的当前位置对应的预设范围内的高精地图的车道线信息；根据所述预设范围内的高精地图的车道线信息构建所述局部高精地图。
32.本技术实施例在基于自车的当前定位信息，获取预设范围内的局部高精地图时，可以以自车的当前位置为起点，然后提取出以当前位置为起点、当前道路前方设定距离为终点的整条道路的高精地图的车道线数据，之后再利用车道线数据建立自车所在区域的局部高精地图。
33.在本技术的一个实施例中，所述自车的当前定位信息包括自车的当前位置，所述根据所述自车的当前定位信息、所述局部高精地图以及所述自车对应的他车定位信息确定gnss信号的有效位置区域包括：将所述自车对应的他车定位信息投影到所述局部高精地图中；以所述自车的当前位置为原点，将所述局部高精地图中的他车定位信息和车道线信息进行投影，得到2d栅格地图；根据所述2d栅格地图确定所述gnss信号的有效位置区域。
34.本技术实施例在根据自车的当前定位信息、自车对应的局部高精地图以及他车定位信息确定gnss信号的有效位置区域时，可以先将他车定位信息投影到上述提取的局部高精地图中，然后使用东北天（enu）坐标系，以自车为原点，将局部高精地图中的数据包括他车定位信息和车道线信息全部投影，从而建立2d栅格地图。
35.在2d栅格地图上，每一个他车定位信息和每一个车道线信息都会对应一块平面区域，说明当前这些区域已经被他车或者其它目标物体所占据，当然，还可以包含其他障碍物信息，因此可以基于这些信息来确定自车的gnss信号可能出现的区域即有效位置区域。
36.在本技术的一个实施例中，所述根据所述2d栅格地图确定所述gnss信号的有效位置区域包括：根据所述2d栅格地图中的车辆位置信息和道路边缘的车道线信息，确定所述2d栅格地图中的车辆区域和道路边缘区域，作为无效位置区域；将所述2d栅格地图中的无效位置区域以外的剩余区域作为所述gnss信号的有效位置区域。
37.经过投影之后，2d栅格地图中可以包含自车周围对应的所有目标物体如他车或者
其他障碍物等信息，说明2d栅格地图中的这些目标物体所在的区域已经被占据，因此当前获取到的gnss信号作为观测值显然不可能出现在这些区域中，并且也不应该出现在2d栅格地图中对应的道路区域之外。比如，高速行驶时前方车辆的前方、缓速行驶时周围车辆上、道路边界外等等。
38.基于此，本技术实施例可以根据2d栅格地图中的车辆位置信息确定2d栅格地图中的车辆区域，根据2d栅格地图中的道路边缘的车道线信息确定2d栅格地图中的道路边缘区域，将这两部分区域作为无效位置区域，即gnss信号不可能也不应该出现的区域，那么2d栅格地图中除此以外的剩余区域就可以作为gnss信号的有效位置区域，即gnss信号可能出现的区域。
39.在本技术的一个实施例中，所述根据所述gnss信号的有效位置区域检测gnss信号异常值包括：确定当前的gnss信号是否处于所述有效位置区域内；若是，则确定当前的gnss信号为正常gnss信号并直接利用当前的gnss信号更新卡尔曼滤波器；若不是，则确定当前的gnss信号为异常gnss信号，不更新所述卡尔曼滤波器，或者，将当前的gnss信号横向平移至当前车道的中心线位置后，以横向平移的距离暂时更新gnss信号的误差范围，再更新所述卡尔曼滤波器。
40.本技术实施例具体可以采用gnss imu的组合导航模式，因此上述实施例中的gnss信号具体可以是指gnss信号，在根据有效位置区域检测gnss信号异常值时，可以先确定gnss信号的位置是否落在上述有效位置区域内，如果落在有效位置区域内，则说明当前的gnss信号是正常的，可以作为观测值来更新卡尔曼滤波器。
41.如果落在上述有效位置区域外，则说明当前的gnss是异常的，这时可以采取两种手段对gnss信号异常值进行处理，一种是直接拒绝此次的信号更新，避免滤波器输出结果不稳定，另一种是将当前的gnss信号横向平移到自车所在的当前车道的中心线位置，以此横向平移距离暂时更新gnss信号的误差范围，然后再更新卡尔曼滤波器，避免自车偏离所在的车道。
42.在本技术的一个实施例中，若当前的gnss信号为异常gnss信号，所述方法还包括：确定是否能够在预设时间段内连续检测到多个gnss信号均处于所述有效位置区域内；若是，则确定gnss信号恢复正常。
43.上述各个实施例可以持续进行，直到检测到gnss信号恢复正常。具体地，本技术实施例在检测gnss信号是否恢复正常时，可以针对一段时间内检测到的gnss信号进行判断，如果这一段时间内检测到的gnss信号均落在上述有效位置区域内，即这段时间内获取到的gnss信号均为正常gnss信号，因此可以认为gnss信号恢复正常，可以作为观测值进行更新。当然，具体检测多长时间内的gnss信号或者连续检测的次数，本领域技术人员可以根据实际需求灵活设置，在此不作具体限定。
44.本技术通过使用高精地图的车道线数据以及视觉识别设备感知到的物体信息确定出gnss信号的有效位置区域，利用有效位置区域进行gnss信号的纠正与剔除，从而可以防止定位轨迹偏离车道或进入不合理区域，进一步提高定位轨迹的合理性。
45.本技术实施例还提供了一种gnss信号异常值的检测装置200，如图2所示，提供了本技术实施例中一种gnss信号异常值的检测装置的结构示意图，所述装置200包括：第一获取单元210、第二获取单元220、第一确定单元230以及检测单元240，其中：
component interconnect，外设部件互连标准)总线或eisa(extended industry standard architecture，扩展工业标准结构）总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
55.存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
56.处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成gnss信号异常值的检测装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：获取自车的当前定位信息；根据所述自车的当前定位信息，获取预设范围内的局部高精地图，以及所述自车对应的他车定位信息；根据所述自车的当前定位信息、所述局部高精地图以及所述自车对应的他车定位信息确定gnss信号的有效位置区域；根据所述gnss信号的有效位置区域检测gnss信号异常值。
57.上述如本技术图1所示实施例揭示的gnss信号异常值的检测装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器（central processing unit，cpu）、网络处理器（network processor，np）等；还可以是数字信号处理器（digital signal processor，dsp）、专用集成电路（application specific integrated circuit，asic）、现场可编程门阵列（field－programmable gate array，fpga）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
58.该电子设备还可执行图1中gnss信号异常值的检测装置执行的方法，并实现gnss信号异常值的检测装置在图1所示实施例的功能，本技术实施例在此不再赘述。
59.本技术实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的电子设备执行时，能够使该电子设备执行图1所示实施例中gnss信号异常值的检测装置执行的方法，并具体用于执行：获取自车的当前定位信息；根据所述自车的当前定位信息，获取预设范围内的局部高精地图，以及所述自车对应的他车定位信息；根据所述自车的当前定位信息、所述局部高精地图以及所述自车对应的他车定位
信息确定gnss信号的有效位置区域；根据所述gnss信号的有效位置区域检测gnss信号异常值。
60.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
61.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
62.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
63.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
64.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
65.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (ram) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器 (rom) 或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
66.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (pram)、静态随机存取存储器 (sram)、动态随机存取存储器 (dram)、其他类型的随机存取存储器 (ram)、只读存储器 (rom)、电可擦除可编程只读存储器 (eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (cd
‑
rom)、数字多功能光盘 (dvd) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
67.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要
素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
68.本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
69.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。