[發明專利]用于陸地車輛導航的系統以及對應的方法

在審

• 申請號: 201810835905.9
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109443347A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: N·M·佩爾拉;L·科洛姆博
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/36;G01S19/42;B60C23/00;G08C17/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;呂世磊

在一個實施例中，一種用于陸地車輛導航的系統包括：提供GNSS數據的GNSS接收器；位于車輛的車輪上以及車載在車輛上的傳感器集合；以及處理單元。輪上單元位于車輛的車輪上，輪上單元包括第一傳感器子集。車載單元包括被配置為生成第二傳感器數據的第二傳感器子集。處理單元被配置為處理第一傳感器數據和第二傳感器數據以獲得車輛的距離和姿態并且執行與GNSS數據的融合。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年7月31日提交的意大利專利申請No.102017000087876的優先權，該申請通過引用并入本文。

技術領域

本發明總體上涉及電子系統和方法，并且在特定實施例中涉及一種用于陸地車輛導航的系統和對應的方法。

背景技術

用于汽車市場的定位應用的當前領先的技術是全球導航衛星系統(GNSS)，其具有傳統上使用的導航系統，包括導航和遠程信息處理。在不久的將來，諸如自動駕駛、汽車到汽車(以及到基礎設施)通信等新興應用可能提供進一步的技術挑戰。

GNSS接收器提供絕對位置參考，同時可能表現出一個或多個缺點。例如，GNSS接收器依賴于衛星信號，衛星信號可能不可用(例如，室內、隧道)或被破壞(例如，城市環境、反射和/或多路徑)。

為了克服這些限制，解決方案可以涉及將GNSS技術與其他導航技術合并以便于生成冗余系統，其中部件能夠克服一種或其他類型的部件的缺點。

與GNSS互補的技術的示例包括慣性傳感器，例如，慣性測量單元、(3軸)陀螺儀、(3軸)加速度計、里程表、羅盤和/或氣壓計。

因此，這樣的合并或耦合系統的目的是利用每種導航技術的特征，以便于提供準確的信息，可能無縫地切換到來自GNSS系統或慣性系統的輸入。利用其互補特征的合并GNSS和其他傳感器的科學研究方法被稱為傳感器融合。例如，在汽車領域，傳感器融合框架可以包括航位推算(DR)，其中GNSS系統補充有陀螺儀(例如，用于偏航率檢測)、里程表或速度傳感器(例如，用于行進路徑)。此外，通過向傳感器添加3軸加速度計，DR系統可以變為三維(3D)的，即，基于傳感器的高度計算也可以是可能的。

集成3軸加速度計可以導致通過對測量的加速度的雙重積分、基于直接根據加速度計對行進距離的計算來開發另一融合技術：慣性導航系統(INS)。盡管其中的處理框架看起來很復雜，但是它們的功能可以總結為它們通過對加速度計的信號進行雙重積分根據加速度計來計算行進距離。這樣的系統可以關于獨立GNSS接收器提供具有增加的可用性和準確性的位置，并且沒有車輛連接(例如，里程表實際上被加速度計代替)。由于里程表/速度傳感器是不必要的，因此該單元可以與車輛斷開連接或者可以不從車輛接收任何數據，使其更適合于例如售后市場項目或者最終用戶或安裝者可能發現難以取回車輛連接(其可以是除了車輛生產者之外的機密信息)的情況。

然而，由于復雜的加速度計信號整合，準確度水平低于連接的DR系統。例如，加速度計不僅評估車輛加速度，還評估重力加速度，這表示如果能夠完全分離兩個加速度，則可以獲得準確的行進距離估計。

然而，這樣的分離在實際應用中是不可能的，并且盡管被減輕，但是在整合的加速度計信號中可能出現一部分重力加速度，從而產生隨時間增加的速度和位置誤差。另外，這樣的系統的物料清單(BOM)高于先前的情況，例如組合的GNSS、陀螺儀和加速度計的成本。

傳統的定位系統可以包括下面描述的部件中的一個或多個。定位系統可以包括以硬件或軟件實現的GNSS接收器塊，GNSS接收器塊可以用于從一個或多個全球導航衛星系統(GNSS)接收衛星信號，用于計算絕對用戶位置、速度、航向、行進距離和時間，以及用于傳輸原始GNSS測量值(跟蹤的SV衛星車輛的偽距和頻率)和/或位置速度和時間(PVT)。