[發明專利]一種車載無盲區定位導航和行車姿態測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201310328005.2
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103411605A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 任勇;傅雪驕;何偉;趙強
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及一種車載無盲區定位導航和行車姿態測量裝置及測量方法，主要針對現有定位導航模塊因衛星信號衰落或丟失而導致定位失效的問題，以及因陀螺儀成本高，并存在積累誤差的問題，基于分立傳感器進行運動姿態解算，并利用解算得到的航偏角度修正和補償當前定位數據以達到無定位盲區的一種定位導航和行車姿態測量裝置及測量方法，屬于汽車電子車載定位監控和導航系統開發領域技術領域。

?

背景技術

當今的汽車車載定位監控和導航系統，其核心部件通常包括：定位模塊（采用GPS模塊或北斗定位模塊）、數據通信模塊（采用GPRS或3G）和數據處理模塊及系統平臺。并且，目前幾乎所有的車載定位監控和導航系統中，定位模塊是必不可少的。定位模塊是位置數據最基本來源。

但是，現有技術中，無論是采用GPS模塊或是北斗定位導航模塊在衛星信號衰落很大或是無法接收到衛星信號時，都將無法實現定位導航的功能；當接收衛星數量較少時，還會導致定位數據不準確，存在隨機偏差等問題，也即是現有技術中無論是采用GPS模塊或是北斗定位導航模塊的定位導航系統均存在定位盲區的問題。

隨著陀螺儀的廣泛應用，為了解決現有定位導航系統存在定位盲區的問題，各種基于陀螺儀慣性導航，或者GPS/北斗與陀螺儀組合導航的車載定位監控和導航系統相繼出現，但是，現有技術中，上述方案由于以下原因造成系統實現成本較高，實現難度大：1）需要采用成本較高，并且本身存在積累誤差問題的陀螺儀；2）需要配備獨立速度傳感器進行速度測量；3）需要采用昂貴的DSP進行組合導航復雜數據處理及消除陀螺儀導航帶來的積累誤差等限制。然而，在成本要求敏感，且要求設計難度和維護難度低的車載定位監控系統市場來說，現有技術中的上述方案無法真正的實現大批量應用。

?

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明解決的技術問題是：怎樣提供一種無定位盲區，且開發設計成本低，維護成本低的車載無盲區定位導航和行車姿態測量裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種車載無盲區定位導航和行車姿態測量裝置，其特征在于，它包括：

微控制器；衛星定位模塊，用于實現衛星信號的接收和標準位置定位數據的輸出；

磁阻傳感器，用于獲取車輛當前所處位置的三軸磁場分量參數：Mx、My和Mz；

傾角傳感器，用于獲取車輛當前三軸加速度分量參數：Ax、Ay和Az；

CAN總線接口；微控制器和外部輸入輸出接口；

所述微控制器包括：

衛星定位模塊數據接收與解析單元，用于通過數據通信接口訪問衛星定位模塊（1），獲取標準位置定位數據，并從接收到的標準位置定位數據中分解出車輛當前位置信息、當前定位狀態、當前車輛速度參數V₁和當前時刻，所述車輛當前位置信息包括經度、緯度和航向；

姿態解算單元，用于采集磁阻傳感器（2）的輸出數據，采集傾角傳感器（3）的輸出數據；對采集得到磁阻傳感器輸出數據和傾角傳感器輸出數據進行姿態解算，解算得出車輛當前的運動姿態，得到車輛行駛方向與正北方向的夾角θ₁和運動姿態角，所述運動姿態角包含俯仰角p，側傾角r和航偏角h；

CAN數據通信單元，用于通過CAN總線接口（4）對CAN總線數據進行采集與解析，從整車CAN網絡報文中解析得到的當前車輛速度參數V₃，對整車CAN網絡CAN報文進行接收和轉存，以及將位置信息和姿態參數通過CAN總線接口（4）發送給整車CAN總線；

速度篩選單元，用于對衛星定位模塊數據接收與解析單元提供的當前車輛速度V₁、通過外部輸入輸出接口（6）從外部設備獲取的外部參考的當前車輛速度參數V₂和CAN數據通信單元從整車CAN網絡報文中解析得到的當前車輛速度參數V₃進行速度篩選計算得到車輛當前狀態的最可信速度值V_O；

速度分解單元，用于根據車輛行駛方向夾角θ₁對最可信速度值V_O進行速度分解獲得車輛當前狀態的最可信速度值V_O在經度和緯度方向上的運動速度分量????????????????????????????????????????????????和；