[發明專利]一種車載三維定位裝置及三維定位的方法

有效

• 申請號: 201711022615.4
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN108051839B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 張選;駱敏健;方孟志;歐陽文俊;黃力剛
• 申請（專利權）人: 成都天合世紀科技有限責任公司
• 主分類號: G01S19/49
• 分類號: G01S19/49;G01C21/16
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李安霞;曾克

1.一種利用車載三維定位裝置實現三維定位的方法，其特征在于，所述車載三維定位裝置包括：衛星定位模塊，無線通信模塊，車載診斷系統，慣性傳感器，高度計，處理器；所述衛星定位模塊接收衛星導航信號；所述無線通信模塊連接云端服務器；所述車載診斷系統包括車輛里程計；所述慣性傳感器包括陀螺和加速度計；所述衛星定位模塊、無線通信模塊、車載診斷系統、慣性傳感器和高度計均與所述處理器電性連接；

所述衛星定位模塊為GNSS接收機；所述無線通信模塊為2G和/或3G和/或4G和/或WIFI和/或NB-IOT模塊；所述慣性傳感器為六軸慣性傳感器，所述六軸慣性傳感器包括：三軸陀螺和三軸加速度計；所述高度計為氣壓高度計；

所述處理器包括：標定單元，采集單元，計算單元；所述采集單元接收所述衛星定位模塊、車載診斷系統、慣性傳感器和氣壓高度計的輸出數據；所述標定單元和計算單元均接收所述采集單元的數據；所述計算單元還接收所述標定單元的數據；所述計算單元的輸出端連接所述無線通信模塊；

所述處理器為組合導航信息處理器，所述組合導航信息處理器為微處理器；

所述的利用車載三維定位裝置實現三維定位的方法，包括：

對所述車載三維定位裝置進行標定，所述標定包括計算所述車載三維定位裝置相對于車體的安裝角偏差，所述安裝角偏差包括水平安裝角偏差和方位安裝角偏差；

所述計算所述車載三維定位裝置相對于車體的安裝角偏差的方法包括：

在所述車體處于水平靜止的狀態下，獲取所述車載三維定位裝置中加速度計的輸出值a_s：其中，s表示車載三維定位裝置的傳感器坐標系，分別為傳感器坐標系中x,y,z方向的加速度值；

根據所述加速度計的輸出值計算所述車載三維定位裝置相對于車體的水平安裝角偏差：

其中，θ_{roll_error}為滾動角偏差，θ_{pitch_error}為俯仰角偏差；

在所述車體向前加速運動的狀態下，假設所述方位安裝角偏差為零，根據所述水平安裝角偏差得到所述車載三維定位裝置相對于所述車體的姿態矩陣；

在所述車體向前加速運動的狀態下，獲取所述車載三維定位裝置中加速度計的輸出值，稱為第二加速度計輸出值；

根據所述姿態矩陣將所述第二加速度計輸出值轉換到車體坐標系：其中，b表示車載三維定位裝置的車體坐標系，分別為車體坐標系中x,y,z方向的加速度值；

根據所述車體坐標系中x,y,z方向的加速度值計算所述方位安裝角偏差θ_{yaw_error}：

確定標定后的車載三維定位裝置的水平二維位置；

確定標定后的車載三維定位裝置的高度信息；

將所述水平二維位置和所述高度信息發送給預設的云端服務器；

所述確定標定后的車載三維定位裝置的高度信息的方法包括：

獲取所述車載三維定位裝置中氣壓高度計的輸出值，稱為第一高度值；

當所述車載三維定位裝置能夠接收衛星信號時，獲取衛星信號的高度測量值，稱為第二高度值；用所述第一高度值平滑所述第二高度值，得到有衛星時標定后的車載三維定位裝置的高度信息；

當所述車載三維定位裝置不能接收衛星信號時，用所述第一高度值的變化量加上所述有衛星時標定后的車載三維定位裝置的高度信息，得到無衛星時標定后的車載三維定位裝置的高度信息；所述第一高度值的變化量為當前時刻相對于衛星失鎖時刻第一高度值的變化量。

2.根據權利要求1所述的利用車載三維定位裝置實現三維定位的方法，其特征在于，所述確定標定后的車載三維定位裝置的水平二維位置的方法包括：

獲取所述車體在車體坐標系中的加速度；

獲取所述車體的姿態信息；

當所述車載三維定位裝置能夠接收衛星信號時，根據所述衛星信號、所述車體在車體坐標系中的加速度和所述車體的姿態信息，確定所述水平二維位置；

當所述車載三維定位裝置不能接收衛星信號時，獲取所述車體的里程數，根據所述車體的里程數、所述車體在車體坐標系中的加速度和所述車體的姿態信息，確定所述水平二維位置。