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地图匹配

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地图匹配（Map Matching,简称MM），地图匹配的假设条件是车辆应该行驶在道路上。原始信号的位置与角度一般不会跟道路数据吻合。所以需要选择一条与信号最为符合的道路段或路径段将车标展示在上面，此过程称为地图匹配。 地图匹配的输入源有两个：信号与道路数据。地图匹配的输出结果为位置信息，包括经纬度、角度、速度等。

导航（路线匹配）

导航是指规划出一条路径，开始引导后的一种有目标地点的路径匹配模式。导航的数据输入是一条有起始点的非闭环路线。
偏航是指实车驶离当前规划路径的一种行为，对定位来说是信号逐渐远离当前路径，并达到一定的预设条件（防止信号漂移导致的误偏航）才确认是偏航。
重算是指一般偏航条件达到后定位会通知引导（或TBT）模块进行重新规划路线，起点是实车的最新位置，以满足用户的实际定位需求。

巡航（道路匹配）

巡航是主图界面下的一种无目标性的路网匹配模式。巡航的数据输入是路网，也就是数据中的所有道路对于巡航来说都是可见的。

定位模式

GNSS

纯 GNSS 模式

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只有GPS或其他卫星定位信号下的地图匹配模式。 

GNSS+脉冲车速模式

相对于纯GNSS模式增加了单独的车速脉冲信息输入，目前定位引擎对于车速脉冲的使用仅限于隧道推算场景。这种模式可以优化纯GNSS模式中隧道推算不准确的问题。


DR

DR是dead reckoning的缩写，意为航位推算。在车载导航中，航位推算是使用先前确定的位置，通过测量移动的距离和方位，计算出经过的时间后的位置。

航位推算受误差累积影响，即随着时间的推移，推算出的位置误差会越来越大，需要使用GNSS位置修正。

DR 方案又可以大致划分为前端融合和后端融合。

前端融合模式

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一般来说，定位项目中所指的前端融合模式是指信号融合的工作是由系统方/硬件方负责的，定位引擎只负责地图匹配工作。定位引擎收到是类似于GPS信息的融合信号，所以整体的工作流程也是类似于纯GPS模式的。
前端融合模式必须对接高德的地图匹配反馈（MMF）信息。由于GPS和陀螺仪等信号都不能保证百分百准确，前端融合的推算也会产生偏航，尤其在隧道场景，所以需要MMF在适当时机纠正融合信号。
融合信号是将GPS信号、陀螺仪、加速度计和脉冲等信息综合处理后得到的轨迹信号。


后端融合模式

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后端融合模式简单点说是指融合信号的生成工作时在定位引擎内部实现的。对于定位引擎来说，后端融合模式的输入信息是GPS、陀螺仪、脉冲、加速度计等原始信号。
所谓“后端融合”是指惯导系统推算出的融合信号，是与地图数据和导航引擎通过通信协议紧密配合的，导航系统仅在汽车启动时使用GPS信号进行定位，车辆行驶过程中始终以惯导系统推算出的融合经纬度信息为主进行导航，只有当导航出现偏差时，才选用GPS信号精准时的数值进行实时校正，因此，在GPS信号出现折射、反射、衍射、漂移、甚至失去GPS信号时仍能精准导航。

前端融合与后端融合差异

比较明显的区别在于 DR 融合的动作由谁完成？前端融合由 DR 模组或者系统方完成，后端融合由高德定位引擎来完成。

使用后端融合方案由于可以深度结合高德的地图数据信息，可以获得比前端融合更好的定位效果。

地图匹配反馈

地图匹配反馈（Map-Matching Feedback）是指将地图匹配的结果通知给 DR 模块。
详细介绍请参阅地图匹配反馈介绍。

影响地图匹配精度的因素

  1. 路况复杂 真实的道路情况是复杂多变的，要保证车辆在各种复杂路况上都能够实现正确定位是比较困难的。下面是地图中经常出现的路口： 

（1）普通路：普通就是没有特殊形状的道路，可为高速路，也可为一般路。此时，选择正确道路较容易实现，但也有错误匹配、超前滞后等现象发生。
（2）平行路：所谓平行路，就是两条或两条以上形状相似、距离相近的道路。
（3）微小角分岔路
（4）密集道路
（5）停车场
（6）高架桥
（7）立交桥
（8）隧道
（9）高架下、高楼附近
（10）小区道路
（11）盘山路

  1. 底层数据存在误差 进行地图匹配需要利用传感器的测量信息（如GPS、DRS）和地图数据，这些数据都可能存在误差。
    （1）地图数据误差 尽管一般认为地图数据的精度较高，但是在作图中仍可能存在较大的误差。地图误差主要有两种：几何误差和拓扑误差。几何误差是指地图数据与实际道路的位置、形状不相符。地图数据中记录的是道路的中心线，但在实际情况中，道路是有宽度的，道路越宽，车辆行驶的轨迹与道路形状可能就越不一致。另外，地图数据是二维平面的，没有高度信息，与实际情况存在一定的偏差，这种情况常见于立交桥、高架桥、盘山路等。除此之外，地图数据库中的道路和实际情况可能不一致（如新修的道路、现实世界中实际存在，但在地图中没有相应的数据）或连接关系与实际情况不相符。这种误差属于拓扑误差。
    （2）传感器误差
    就车辆定位导航系统比较常用的传感器GPS和DRS来讲，GPS信号在有电磁干扰、都市内有高大建筑物、车速慢（小于30km/h时误差较大）、GPS接收机性能不好等情况下定位精度很差。即使是在GPS状态较好时（DOP值较小、车速较快）也可能会有较大误差甚至出现突跳。GPS状态不好（DOP值较大、车速慢）的情况又往往出现在复杂路况，这时候即使是较小的误差（30m以内）也会造成错误匹配。航迹推算系统会随着时间推移产生积累误差，如果长时间不进行修正，其测量数据将不可用。
  1. 算法引入误差
    （1）错误匹配引入的误差 在地图匹配过程中不可避免的会发生错误匹配，发生错误匹配必然会对以后的地图匹配产生恶劣的影响。
    （2）匹配修正引入的误差 可以利用匹配结果（匹配位置、道路方向）修正传感器误差。但是即使在正确选择道路（匹配的道路是车辆真实所在的道路）情况下也会引入误差，尤其在发生超前滞后或地图数据本身存在误差时。
  2. 车辆行驶中存在特殊情况 地图匹配的基本前提假设是“车辆行驶在道路上”，但实际情况中车辆有时会离开，如路边停车场、加油站等；在车辆行驶过程中，由于超车、变换车道等原因出现S行走现象；司机在驾驶过程中可能会出现违反交通规则的情况，例如在道路中间直接掉头行驶、单行线逆行等，都会影响选择的正确性并引起误差。

定位坐标系

WGS84

World Geodetic System 1984，一种国际上采用的地心坐标系，坐标原点为地球质心。GPS芯片或者北斗芯片获取的经纬度一般为WGS84坐标系。


GCJ02

GCJ02是由中国国家测绘局（G表示Guojia国家，C表示Cehui测绘，J表示Ju局）制订的地理信息系统的坐标系统。它是一种对经纬度数据的加密算法，即加入随机的偏差。国内出版的各种地图系统（包括电子形式），必须至少采用GCJ-02对地理位置进行首次加密。 可以将GCJ02理解成是由WGS84坐标系经某些规则加密后的坐标系。

墨卡托投影

墨卡托投影，是正轴等角圆柱投影。由荷兰地图学家墨卡托(G.Mercator)于1569年创立。假想一个与地轴方向一致的圆柱切或割于地球，按等角条件，将经纬网投影到圆柱面上，将圆柱面展为平面后，即得本投影。墨卡托投影在切圆柱投影与割圆柱投影中，最早也是最常用的是切圆柱投影。



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