[发明专利]一种车辆自组网系统的定位子系统及定位方法

权利要求书

1.一种车辆自组网系统的定位子系统，其特征在于：系统包括GPS接收模块、运动方向传感器、速度采集模块和存储设备；GPS接收模块通过串口与车辆自组网主控制系统相连接，由采集车辆运动方向数据的传感器组成的运动方向采集模块通过串口与车辆自组网主控制系统相连接，由采集车辆运行速度的速度传感器组成的速度采集模块通过串口与车辆自组网主控制系统相连接，存储设备通过存储设备接口与车辆自组网主控制系统相连接。

2.采用权利要求1所述的车辆自组网系统定位子系统的定位方法，其特征在于：采用GPS卫星定位与车辆传感器定位相结合，由定位基础控制模块根据GPS卫星定位的工作状态实时判断，当GPS卫星定位功能能够正常工作情况下，通过GPS接收模块从GPS卫星定位系统接收卫星信号，获取各个车辆的位置信息数据，通过串口传送这些数据到车辆自组网主控制系统并对其作解析，而后可以结合存储在存储设备上的电子地图对车辆进行定位；GPS卫星定位功能无法正常进行情况下，则启动传感器定位方法，使用运动方向传感器采集车辆的当前运动方向数据，通过车辆自带的速度传感器进行当前行驶速度数据的采集，随后计算出车辆的实时运动轨迹，并且结合存储在存储设备上的电子地图进行应急定位；GPS卫星定位功能恢复正常之后，停止传感器定位，重新启动GPS卫星定位系统对车辆进行GPS卫星定位，并对此前运用传感器进行定位所产生的误差做相应校正。

3.如权利要求2所述的车辆自组网系统定位子系统的定位方法，其特征在于：所述的传感器定位方法，该方法中计算车辆运动轨迹的相关算法过程如下步骤：

步骤1：建立v-t坐标系，以时间、速度为坐标轴，以传感器的采样频率作为时间间隔，由传感器所获取的采样值建立起一个离散型函数模型；

步骤2：应用相应的数学插值算法为上一步所建的离散型函数建立出一个连续型函数模型；

步骤3：对上步所建立的连续型函数模型，应用高精度拟合方法计算出车辆在一定时间段内的位移值，算法步骤如下：

1)采样率→f(v)

2)采样值→ V(i)    i＝0，1，2...

3)c＝T_i-2，b＝T_i-1 a＝T_i

4)T＝1/f(v)

5)For   i＝1，...，n，...

h＝T

IF i为奇数

Δ＝(V(a)+V(b))h/2

X(i)＝X(i-1)+Δ

ELSE

Δ＝(V(a)+4V(b)+V(c))h/3

X(i)＝X(i-2)+Δ

END IF

输出X(i) continue

步骤4：依据当前运动方向传感器所采集到的，转换后的车辆运动的方向数据，分析车辆是否是在进行水平行驶，如果是，则继续进行下一步，如果不是水平行驶，则需要将运动方向数据转化为水平坐标的方向数据，然后再进行下一步；

步骤5：建立本地二维坐标系，利用上步所计算出来的位移数据信息并结合方向数据信息，计算出一个特定时间段内具体的位移情况；

步骤6：依据本地二维空间坐标系，利用上步所计算出来的一个特定时间段内具体的位移情况，计算出相应的位置数据，所有计算出来的位置数据信息结合在一起，就得出了一定时间段内的一条连续曲线，即形成了车辆在该时间段内的运动轨迹。

4.如权利要求2、3所述的车辆自组网系统定位子系统的定位方法，其特征在于：在对车辆的运行轨迹进行计算之前，要先将传感器获得的方向数据转换成本地坐标形式，以匹配本地电子地图。

5.如权利要求2所述的车辆自组网系统定位子系统的定位方法，其特征在于：运动方向传感器和速度传感器所采用的采样频率是车辆行驶速度的函数，表示为f＝f(v)(其中v的单位为米/秒)，定义如下：

f(v)=4v≤484<v≤8168<v≤173217<v≤2564v>25]]>

各个传感器在同一时段内的采样频率相同。