[發(fā)明專利]一種基于盲區(qū)消除的車載導(dǎo)航系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410681374.4
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104501818B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戚湧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G01C21/26
• 分類號: G01C21/26
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙)32231
• 代理人: 滕詣迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其涉及一種基于盲區(qū)消除的車載導(dǎo)航系統(tǒng)。

背景技術(shù)

GPS作為主要導(dǎo)航設(shè)備在車載導(dǎo)航系統(tǒng)中發(fā)揮了非常顯著的作用，但是以無線電定位為主要特征的GPS經(jīng)常受到大氣衰減、信號傳輸遮擋、多徑干擾等諸多因素影響，定位可靠性和精度下降，甚至無法完成導(dǎo)航任務(wù)，為了提高行車效率，安全性和經(jīng)濟(jì)性，低成本的車載協(xié)作導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛。

但是，以陀螺計和加速度計為主要感應(yīng)器的協(xié)作導(dǎo)航裝置存在較為嚴(yán)重的測量誤差和累積誤差，使得協(xié)作導(dǎo)航精度在GPS盲區(qū)時仍無法滿足車輛對高精度導(dǎo)航的需求。

另外，為了降低安全事故，現(xiàn)有的車載導(dǎo)航系統(tǒng)一般會安裝測距單元，以便當(dāng)車輛與車輛的距離小于安全距離時進(jìn)行報警，但是目前的測距裝置一般采用激光、超聲波或紅外技術(shù)，受環(huán)境變化較為明顯，而且，采用上述技術(shù)的測距裝置還存在監(jiān)控盲區(qū)，尤其是對小體積的障礙物(例如路人)不能準(zhǔn)確識別，這就導(dǎo)致漏報或者誤報。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種基于盲區(qū)消除的車載導(dǎo)航系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：導(dǎo)航單元、測距單元、云通信單元、以及車載顯示單元，所述導(dǎo)航單元用于實(shí)現(xiàn)車輛的實(shí)時定位和導(dǎo)航，所述測距單元用于實(shí)現(xiàn)車輛與周圍目標(biāo)的距離計算，所述云通信單元用于接收導(dǎo)航單元、測距單元生成的數(shù)據(jù)，并上傳至云服務(wù)中心，由云服務(wù)中心對導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合和標(biāo)識，并把標(biāo)識信息下發(fā)至車載顯示單元。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述導(dǎo)航單元包括協(xié)作導(dǎo)航單元和行駛運(yùn)動狀態(tài)角測算單元；所述測距單元包括UHF測距單元和小體積補(bǔ)盲檢測單元，所述協(xié)作導(dǎo)航單元用于實(shí)現(xiàn)車輛的聯(lián)合定位和導(dǎo)航，所述行駛運(yùn)動狀態(tài)角測算單元用于測算車輛行駛過程中實(shí)時的側(cè)偏角和非水平角，所述UHF測距單元用于實(shí)現(xiàn)車輛與周圍車輛的距離計算，小體積補(bǔ)盲檢測單元用于檢測車輛周圍小體積障礙物，實(shí)現(xiàn)對UHF測距單元的補(bǔ)充檢測。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述協(xié)作導(dǎo)航單元具體包括角速度感應(yīng)器零偏移誤差確定單元、相對時延估計單元、初始數(shù)據(jù)奇異值消除單元、動態(tài)誤差系數(shù)自適應(yīng)估計單元、以及導(dǎo)航信息計算單元。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述角速度感應(yīng)器零偏移誤差確定單元具體包括：

初始化模塊，用于初始化可用點(diǎn)集合；

角速度感應(yīng)器輸出獲取模塊，用于當(dāng)車輛處于停車狀態(tài)時，獲取所述角速度感應(yīng)器的當(dāng)前輸出；

偏差計算模塊，用于計算所述當(dāng)前輸出值與所述可用點(diǎn)集合中的可用點(diǎn)值的偏差；

第一判決模塊，用于當(dāng)所述偏差小于或等于預(yù)先設(shè)定的閾值時，將所述當(dāng)前輸出值作為可用點(diǎn)值列入所述可用點(diǎn)集合；

第二判決模塊，用于當(dāng)所述偏差大于預(yù)先設(shè)定的閾值時，將所述可用點(diǎn)集合清空，并將所述當(dāng)前輸出值作為可用點(diǎn)值列入所述可用點(diǎn)集合；以及

零偏移誤差估算模塊，用于當(dāng)所述可用點(diǎn)集合中的可用點(diǎn)數(shù)目達(dá)到預(yù)先設(shè)定的可用點(diǎn)總數(shù)時，計算所述可用點(diǎn)集合中的可用點(diǎn)值的加權(quán)平均值得到所述零偏移誤差。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述行駛運(yùn)動狀態(tài)角測算單元包括縱向加速度感應(yīng)器、側(cè)向加速度感應(yīng)器、垂直偏轉(zhuǎn)角感應(yīng)器、參數(shù)輸出獲得單元、第一計算單元、第二計算單元、以及第三計算單元，其中：

所述縱向加速度感應(yīng)器、側(cè)向加速度感應(yīng)器、垂直偏轉(zhuǎn)角感應(yīng)器分別測量車輛的縱向加速度a_x、側(cè)向加速度a_y和垂直偏轉(zhuǎn)角速度a_z，并借助協(xié)作導(dǎo)航單元的線速度感應(yīng)器測量車輛縱向速度v_x；

所述參數(shù)輸出獲得單元獲取上述縱向加速度a_x、側(cè)向加速度a_y、垂直偏轉(zhuǎn)角速度a_z和縱向速度v_x；然后計算獲得參數(shù)輸出矩陣y，其中

所述表示vx的微分，k表示離散時刻；

所述第一計算單元用于計算回歸矩陣

g為重力加速度，表示待估計的車輛非水平角；

所述第二計算單元用于計算步進(jìn)矩陣K(k)：

其中方差矩陣參數(shù)λ為遺忘因子，取值范圍[0.9，1]；

所述第三計算單元用于計算待估參數(shù)矩陣γ(k)：

所述表示待估計的車輛側(cè)偏角。