研究人員開(kāi)發(fā)出高精度GPS系統

馬德里卡洛斯三世大學(xué)（Universidad Carlos III de Madrid）的研究人員近日開(kāi)發(fā)出一款汽車(chē)GPS導航系統，這款導航系統比之普通的GPS，在對車(chē)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(chē)輛中。這項技術(shù)應用前景廣泛，今后將能夠實(shí)現包括：合作駕駛、自動(dòng)避開(kāi)行人、碰撞警告等功能。

該系統將GPS（或GNSS，全球導航衛星系統）與三個(gè)加速計和三個(gè)陀螺儀組成的慣性測量單元（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）檢測出物體的位置、速度。該整合型導航系統由應用人工智能組（Applied Artificial Intelligence Group）以及系統智能實(shí)驗室（Systems Intelligence Laboratory）聯(lián)合開(kāi)發(fā)。

研究人員稱(chēng)，目前該系統在危機情況下對車(chē)輛定位的準確率高達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度。

目前商業(yè)化的GPS導航儀，在空曠地帶，接收器從衛星接受到的車(chē)輛位置數據與實(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，這是由于信號反彈時(shí)被建筑物、樹(shù)木、狹窄街道等阻擋。

因此，目前汽車(chē)使用的GPS導航儀最大的弊端就是在特殊情況下的信號損失。當車(chē)輛駛入隧道中，導航接收器無(wú)法收到衛星信號，這時(shí)智能交通系統則無(wú)法發(fā)揮保護行人安全的作用。

目前能夠勉強解決這個(gè)問(wèn)題的方法就是利用城市地圖對車(chē)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)。

系統結構：通常情況下，左側傳感器中的數據傳遞至右側傳感器信息細化處理模塊（紫色）。大量數據會(huì )儲存于該模塊中并進(jìn)行前后信息對比，該模塊能夠訪(fǎng)問(wèn)系統中的所有組件信息，得出的評估結果將傳輸至右側評估單元（淡黃色），該單元做出評估后將結果反饋給左側傳感器信息細化處理模塊。

圖中的箭頭代表數據傳輸的過(guò)程，實(shí)線(xiàn)代表由傳感器捕獲的原始數據，藍色虛線(xiàn)代表經(jīng)過(guò)處理的數據（原始數據經(jīng)過(guò)補償處理并優(yōu)化）。其他虛線(xiàn)代表這些數據通過(guò)過(guò)濾器或其它算法經(jīng)過(guò)加工所得。

該軟件利用搜集到的數據進(jìn)行前后多時(shí)刻的對比，再輔以強大的算法，消除由GPS接收機接收衛星信號時(shí)的信號損失及瞬時(shí)偏差。

目前，研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一款原型系統，能夠安裝在任何車(chē)輛中。他們的目標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。為了達到這一目的，研究人員采用一臺光學(xué)相機，紅外線(xiàn)及激光以檢測是否有行人正在車(chē)前穿過(guò)馬路，甚至能夠檢測駕駛者的嗜睡情況。

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