[发明专利]一种车载定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及定位领域，具体涉及一种车载定位装置。

背景技术

车载定位装置是一种能够帮助用户准确定位当前位置，并且根据既定的目的地计算行程，通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的仪器的行车辅助设备。车载定位装置的运行主要依赖全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)进行。

GPS系统的基本定位原理是：卫星不间断发送星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出GPS接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。按定位方式，GPS定位分为单点定位和差分定位，但是不论哪一种定位方式都受到GPS接收地点卫星状态的影响，即在室内或卫星信号无法覆盖的地方效果很差，而且如果所在位置上空没有3颗以上的卫星，那么系统就无法从冷启动状态进行定位。

除GPS定位外，还有蜂窝定位，在蜂窝网无线定位系统中，对目标位置的定位是通过检测目标位置和蜂窝网内多个蜂窝区的无线基站收发信机之间传播信号之间的特征参数来估计目标位置的，包括利用到达时间的差(TDOA)，到达时间(TOA)和到达角度(AOA)三种方式。这种基于网络的定位方案是依靠移动通信网络，对利用地面信号采用AOA或TDOA分析处理为移动设备进行三角定位，这种方案的缺陷是在蜂窝基站几何条件或覆盖条件差的地区，定位效果也不理想。

因此，为了提升定位效果，有必要将GPS定位和蜂窝定位结合起来，扬长避短，从而提升定位效果。

航推定位是一种完全自助式的惯性定位方法，其原理主要是利用航向传感器和距离传感器实时检测目标的航向角和位移，从而推算出移动目标的位置信息，具有短时间定位精度高、自主性强等特点，而将GPS、蜂窝的非惯性定位技术和惯性定位技术结合起来，就可以构成自助式的定位系统，将对GPS、蜂窝的依赖性降低，从而相应的，降低系统工作的环境要求，提升系统的鲁棒性。

发明内容

为了克服传统GPS技术和蜂窝技术的缺点，本发明提供了一种车载定位装置，所述车载定位装置通过GPS定位结合蜂窝定位进行非惯性定位，在不适宜应用非惯性定位的情况下采用辅助惯性定位方式，通过上述三种方式的有机结合，解决了单一定位技术使用时的对环境要求过于严苛的技术问题，而由于惯性定位的自主性能够极大提升所述车载定位装置的自主性，从而将车载系统对GPS信号、蜂窝数据的依赖性降低，从而相应的，降低系统工作的环境要求，提升系统的鲁棒性。

本发明是以如下技术方案实现的，一种车载定位装置，包括微控制器MCU模块、非惯性定位模块、远程通信模块、惯性定位模块、人机交互模块及电源模块；

所述非惯性定位模块、远程通信模块、惯性定位模块、人机交互模块及电源模块均与所述微控制器MCU模块相连；，

所述微控制器MCU模块通过CAN总线与车辆ECU单元相连，所述微控制器MCU模块对所述车载定位装置进行综合控制，并通过远程通信模块与后台监控中心进行通信，

所述非惯性定位模块用于为车辆提供实时定位数据，包括GPS数据获取模块、定位数据计算模块和蜂窝数据获取模块，所述非惯性定位模块是同时从GPS卫星和蜂窝网络收集位置数据的，然后组合这些数据生成精确的三维实时位置数据；

所述惯性定位模块用于在所述非惯性定位模块在不能及时获取定位数据的情况下，起到辅助定位作用的，所述惯性定位模块通过实时获取所述追踪器的运动信息，从而计算出所述追踪器的实时位置，所述惯性定位模块包括数字罗盘、加速度计和陀螺仪，所述数字罗盘用于测量所述车辆运动过程中的方向角，所述加速度计用于测量所述车辆运动过程中的加速度，所述陀螺仪用于测量运动过程中的角速度，所述惯性定位模块综合所述方向角、加速度和角速度计算出所述车辆的位移变量，从而在已知所述非惯性模块获取的定位数据的情况下，推算出实时位置数据，

所述远程通信模块用于与所述后台监控中心进行通讯，并将所述实时位置数据传输至所述后台监控中心，

所述人机交互模块用于对所述车载定位装置进行控制。

优选的，所述惯性定位模块在GPS数据和蜂窝数据都不够充分，从而无法单独完成定位的情形下，会组合这两种信息源，只利用一颗GPS卫星和一个蜂窝站点的数据就可以完成定位。

优选的，所述人机交互模块包括矩阵按键单元、液晶显示单元和音频输出单元。

优选的，所述非惯性模块使用Honeywell公司的HMC5883L三轴数字罗盘，ADXL45三轴加速度计和L3G4200D三轴陀螺仪。