[发明专利]一种车载无盲区定位导航和行车姿态测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车载无盲区定位导航和行车姿态测量装置及测量方法，主要针对现有定位导航模块因卫星信号衰落或丢失而导致定位失效的问题，以及因陀螺仪成本高，并存在积累误差的问题，基于分立传感器进行运动姿态解算，并利用解算得到的航偏角度修正和补偿当前定位数据以达到无定位盲区的一种定位导航和行车姿态测量装置及测量方法，属于汽车电子车载定位监控和导航系统开发领域技术领域。

 

背景技术

当今的汽车车载定位监控和导航系统，其核心部件通常包括：定位模块（采用GPS模块或北斗定位模块）、数据通信模块（采用GPRS或3G）和数据处理模块及系统平台。并且，目前几乎所有的车载定位监控和导航系统中，定位模块是必不可少的。定位模块是位置数据最基本来源。

但是，现有技术中，无论是采用GPS模块或是北斗定位导航模块在卫星信号衰落很大或是无法接收到卫星信号时，都将无法实现定位导航的功能；当接收卫星数量较少时，还会导致定位数据不准确，存在随机偏差等问题，也即是现有技术中无论是采用GPS模块或是北斗定位导航模块的定位导航系统均存在定位盲区的问题。

随着陀螺仪的广泛应用，为了解决现有定位导航系统存在定位盲区的问题，各种基于陀螺仪惯性导航，或者GPS/北斗与陀螺仪组合导航的车载定位监控和导航系统相继出现，但是，现有技术中，上述方案由于以下原因造成系统实现成本较高，实现难度大：1）需要采用成本较高，并且本身存在积累误差问题的陀螺仪；2）需要配备独立速度传感器进行速度测量；3）需要采用昂贵的DSP进行组合导航复杂数据处理及消除陀螺仪导航带来的积累误差等限制。然而，在成本要求敏感，且要求设计难度和维护难度低的车载定位监控系统市场来说，现有技术中的上述方案无法真正的实现大批量应用。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明解决的技术问题是：怎样提供一种无定位盲区，且开发设计成本低，维护成本低的车载无盲区定位导航和行车姿态测量装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种车载无盲区定位导航和行车姿态测量装置，其特征在于，它包括：

微控制器；卫星定位模块，用于实现卫星信号的接收和标准位置定位数据的输出；

磁阻传感器，用于获取车辆当前所处位置的三轴磁场分量参数：Mx、My和Mz；

倾角传感器，用于获取车辆当前三轴加速度分量参数：Ax、Ay和Az；

CAN总线接口；微控制器和外部输入输出接口；

所述微控制器包括：

卫星定位模块数据接收与解析单元，用于通过数据通信接口访问卫星定位模块（1），获取标准位置定位数据，并从接收到的标准位置定位数据中分解出车辆当前位置信息、当前定位状态、当前车辆速度参数V₁和当前时刻，所述车辆当前位置信息包括经度、纬度和航向；

姿态解算单元，用于采集磁阻传感器（2）的输出数据，采集倾角传感器（3）的输出数据；对采集得到磁阻传感器输出数据和倾角传感器输出数据进行姿态解算，解算得出车辆当前的运动姿态，得到车辆行驶方向与正北方向的夹角θ₁和运动姿态角，所述运动姿态角包含俯仰角p，侧倾角r和航偏角h；

CAN数据通信单元，用于通过CAN总线接口（4）对CAN总线数据进行采集与解析，从整车CAN网络报文中解析得到的当前车辆速度参数V₃，对整车CAN网络CAN报文进行接收和转存，以及将位置信息和姿态参数通过CAN总线接口（4）发送给整车CAN总线；

速度筛选单元，用于对卫星定位模块数据接收与解析单元提供的当前车辆速度V₁、通过外部输入输出接口（6）从外部设备获取的外部参考的当前车辆速度参数V₂和CAN数据通信单元从整车CAN网络报文中解析得到的当前车辆速度参数V₃进行速度筛选计算得到车辆当前状态的最可信速度值V_O；

速度分解单元，用于根据车辆行驶方向夹角θ₁对最可信速度值V_O进行速度分解获得车辆当前状态的最可信速度值V_O在经度和纬度方向上的运动速度分量                                                和；