研究人員開發(fā)出高精度GPS系統(tǒng)

馬德里卡洛斯三世大學(xué)（Universidad Carlos III de Madrid）的研究人員近日開發(fā)出一款汽車GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，這款導(dǎo)航系統(tǒng)比之普通的GPS，在對(duì)車輛定位性能方面要高出90%，并且其成本低廉，可安裝在任何車輛中。這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用前景廣泛，今后將能夠?qū)崿F(xiàn)包括：合作駕駛、自動(dòng)避開行人、碰撞警告等功能。

該系統(tǒng)將GPS（或GNSS，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）與三個(gè)加速計(jì)和三個(gè)陀螺儀組成的慣性測(cè)量單元（IMU，Inertial Measurement Unit）進(jìn)行整合，在繁雜的城市交通環(huán)境下利用卡爾曼濾波（Unscented Kalman filter）檢測(cè)出物體的位置、速度。該整合型導(dǎo)航系統(tǒng)由應(yīng)用人工智能組（Applied Artificial Intelligence Group）以及系統(tǒng)智能實(shí)驗(yàn)室（Systems Intelligence Laboratory）聯(lián)合開發(fā)。

研究人員稱，目前該系統(tǒng)在危機(jī)情況下對(duì)車輛定位的準(zhǔn)確率高達(dá)90%，但會(huì)稍有浮動(dòng)，這取決于天氣及空氣中各種電磁波的干擾強(qiáng)度。

目前商業(yè)化的GPS導(dǎo)航儀，在空曠地帶，接收器從衛(wèi)星接受到的車輛位置數(shù)據(jù)與實(shí)際位置偏差大約為15米，而在城市繁雜路況中，定位誤差則上升到了50米，這是由于信號(hào)反彈時(shí)被建筑物、樹木、狹窄街道等阻擋。

因此，目前汽車使用的GPS導(dǎo)航儀最大的弊端就是在特殊情況下的信號(hào)損失。當(dāng)車輛駛?cè)胨淼乐?，?dǎo)航接收器無法收到衛(wèi)星信號(hào)，這時(shí)智能交通系統(tǒng)則無法發(fā)揮保護(hù)行人安全的作用。

目前能夠勉強(qiáng)解決這個(gè)問題的方法就是利用城市地圖對(duì)車輛作出大致定位，雖然誤差較大，但至少能夠使通訊保持連接狀態(tài)。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：通常情況下，左側(cè)傳感器中的數(shù)據(jù)傳遞至右側(cè)傳感器信息細(xì)化處理模塊（紫色）。大量數(shù)據(jù)會(huì)儲(chǔ)存于該模塊中并進(jìn)行前后信息對(duì)比，該模塊能夠訪問系統(tǒng)中的所有組件信息，得出的評(píng)估結(jié)果將傳輸至右側(cè)評(píng)估單元（淡黃色），該單元做出評(píng)估后將結(jié)果反饋給左側(cè)傳感器信息細(xì)化處理模塊。

圖中的箭頭代表數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，實(shí)線代表由傳感器捕獲的原始數(shù)據(jù)，藍(lán)色虛線代表經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)經(jīng)過補(bǔ)償處理并優(yōu)化）。其他虛線代表這些數(shù)據(jù)通過過濾器或其它算法經(jīng)過加工所得。

該軟件利用搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行前后多時(shí)刻的對(duì)比，再輔以強(qiáng)大的算法，消除由GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)時(shí)的信號(hào)損失及瞬時(shí)偏差。

目前，研究人員已經(jīng)開發(fā)出一款原型系統(tǒng)，能夠安裝在任何車輛中。他們的目標(biāo)是獲取盡可能多的路況及位置信息并將它們進(jìn)行交互，并使之為人們所用。為了達(dá)到這一目的，研究人員采用一臺(tái)光學(xué)相機(jī)，紅外線及激光以檢測(cè)是否有行人正在車前穿過馬路，甚至能夠檢測(cè)駕駛者的嗜睡情況。

他們下一步的計(jì)劃是將該系統(tǒng)整合入智能手機(jī)中，由于智能手機(jī)基本都配備了10個(gè)以上的傳感器，比如加速計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、GPS、攝像頭、藍(lán)牙等，那么植入該系統(tǒng)將變得更容易。