[發明專利]運動物體的導航定位系統

有效

• 申請號: 200910033023.1
• 申請日: 2009-06-08
• 公開（公告）號: CN101581583A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 馬天;毛堯輝;司馬惠泉;商忠民
• 申請（專利權）人: 美新半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: G01C21/08
• 分類號: G01C21/08;G01C21/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術領域

本發明涉及一種導航領域的定位裝置，尤其是涉及一種運動物體的導航定位系統。

背景技術

現在基于衛星(如GPS)的三維車載導航系統得到了迅速發展，但仍存在一定的局限性，此系統有時會提供錯誤數據。現有的衛星接收機可以提供運動物體定位的垂直位置，但當遇到復雜情況時，例如立交橋、地下通道、高速公路出口處或入口處這些在垂直方向重疊的路況時，判斷就會變得困難。如果高架車道和下面的道路路線一致或基本一致時，導航系統將很難區分兩條道路，并準確判斷出車輛究竟在哪一條道路上行使。

圖2為現有技術中包含高度計的導航定位裝置組成示意圖。導航定位裝置包括磁羅盤21，高度計23和控制器22。高度計23通過測量壓力得到海拔高度，理論上，高度計23是可以區分出高架道路和下面道路的不同海拔高度，但實際上，由于車輛必須水平航行一段距離才能接收到足夠的海拔高度信號，從而確定究竟行使在哪一條道路上，所以對于只有較短水平距離的情況，該導航系統無法正確測定車輛的真實位置。

圖3為現有技術中包含加速度傳感器的導航定位裝置組成示意圖。導航定位裝置包括磁羅盤31，二軸加速度傳感器33和控制器32。加速度傳感器33可以當作傾斜計來測量車輛的俯仰角，進一步地，利用磁羅盤31測量俯仰角的變化。俯仰角指物體縱軸和當地水平面形成的一個角度，在航天應用領域，正俯仰角通常指機頭向上，負俯仰角指機頭向下。該方法需要額外的加速度傳感器和/或陀螺儀，從而增加了成本，使整個裝置制造變得復雜，而且也增加了設備的尺寸和功耗。利用加速度傳感器的另一個缺點就是很難將車輛的速度變化信息(加速或減速)和傾斜角信息區分。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可準確測量運動物體航向角及俯仰角變化信息、且制造成本低的導航定位裝置，從而可以更準確地判斷處于垂直方向重疊的路況的運動物體的位置。

為解決上述技術問題，本發明提供一種運動物體的導航定位系統，包括用于輸出運動物體在x軸、y軸和z軸上的相應輸出信號的磁感應裝置，和對磁感應裝置的輸出信號進行處理得出運動物體航向角、俯仰角以及俯仰角的變化的控制器，其特征在于：

所述控制器包括：將模擬信號轉為數字信號的模數轉換器(ADC)，對輸入的信號進行處理得出運動物體航向角、俯仰角以及俯仰角的變化的數據處理單元；所述磁感應裝置包括兩個二軸磁傳感器，分別為第一磁傳感器和第二磁傳感器，且第一磁傳感器和第二磁傳感器放置在同一平面內，它們的縱軸和橫軸都分別相差45°，第一磁傳感器和第二磁傳感器的數據都提供給控制器。

本發明可達到的有益效果：

本發明利用磁感應裝置和控制器，可準確測量出運動物體航向角及俯仰角變化信息，快速準確地探測出運動物體是否在斜坡上，從而可以更準確地判斷處于垂直方向重疊的路況的運動物體的位置，且結構簡單、制造成本低。

附圖說明

圖1為運動物體接近斜坡時的示意圖；

圖2為現有技術中包含高度計的導航定位裝置組成示意圖；

圖3為現有技術中包含加速度傳感器的導航定位裝置組成示意圖；

圖4為本發明運動物體的導航定位系統組成示意圖；

圖5為本發明第一實施例的運動物體的導航定位系統組成示意圖；

圖6為本發明第二實施例的運動物體的導航定位系統組成示意圖；

圖7為本發明的手持便攜式運動物體的導航定位系統示意圖；

圖8為手持便攜式運動物體的導航定位系統的工作流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。圖1為運動物體接近斜坡時的示意圖；圖4、圖5為本發明運動物體的導航定位系統組成示意圖。

在本發明的第一實施例中，所述磁感應裝置包括兩個二軸磁傳感器，分別為第一磁傳感器61和第二磁傳感器63，且第一磁傳感器61和第二磁傳感器63放置在同一平面內，它們的縱軸和橫軸都分別相差45°，從而提供足夠的俯仰角變化和方向數據信息，提高了整個導航定位裝置的可靠性。第一磁傳感器61和第二磁傳感器63的數據都提供給控制器42。

對第一磁傳感器61和第二磁傳感器63的校準非常有限，尤其是在接近地球磁場最大值和最小值時精確度不高。因此，通過放置第一磁傳感器61和第二磁傳感器63互成45°角，并對各自測得的數據進行相互比較，可以簡化在地球磁場極值附近地區的計算，提高可靠性。