[发明专利]一种基于MEMS惯性技术的混合态高精度导航通信一体模块

说明书

本发明提出了一种基于MEMS惯性技术的混合态高精度导航通信一体模块。本发明包括：电源模块、高精度单轴光纤陀螺、第一MEMS陀螺、第二MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、定位模块、第一微处理器、第二微处理器以及无线通信模块。电源模块为各模块供电；高精度单轴光纤陀螺采集高精度X轴的角速度信息；第一MEMS陀螺采集Y轴的角速度信息；第二MEMS陀螺采集Z轴的角速度信息；三轴MEMS加速度计采集X轴、Y轴以及Z轴三个轴向的加速度信息；定位模块提供实时位置信息；第一微处理器将根据三轴的角速度信息、三轴的加速度信息、实时位置信息进行组合解算，实时输出载车位置、姿态和状态信息，并传输至所述第二微处理器，并通过无线通信模块上传给服务器。

技术领域

本发明涉及导航与通信技术领域，特别是涉及一种基于MEMS惯性技术的混合态高精度导航通信一体模块。

背景技术

近年来，智能驾驶技术方兴未艾，科技和产业巨头纷纷布局激光雷达感知传感器、车载通讯硬件/服务、高精度地图、车载智能芯片等领域。产业界估计，到2035年，全球智能网联汽车的保有量将达到千万台量级。

国家战略规划层面，工信部、发改委等部门密集出台了一系列产业政策，《智能汽车创新发展战略》中明确提到：

建设支持车辆智能计算平台体系架构、车载智能芯片、自动驾驶操作系统、车辆智能算法等关键技术、产品研发，构建软件、硬件、算法一体化的车辆智能化平台；

建立可靠、安全、实时性强的智能网联汽车智能化平台，形成平台相关标准，支撑高度自动驾驶。

到2020年，我国要基本实现能够让汽车从A点自动行驶到B点的高度自动化，感知和导航定位器件是实现自动驾驶的核心关键件，现阶段主要面临器件成本高、感知定位融合精度低、设备集成标定使用复杂、以及可靠性、安全性低等问题。

自动驾驶汽车要实现高度自动化驾驶，关键在于地下车库等使用条件下的“最后一公里”精确定位。城市峡谷、隧道、地下车库、雨雾等各种复杂工况，给高精度导航定位带来一系列影响，如卫星导航信号的多路径干扰、弱无卫星信号条件下的惯性精度保持、楼宇遮挡等，需要考虑无卫星导航情况下的高精度定位问题，光纤陀螺惯性导航技术具有全自主，不依赖外部信号的特点，完全自主敏感车体航向、姿态、速度、位置，是实现HA级以上自动驾驶需求必备的核心关键件。同时，复杂的使用环境对高精度导航定位的算法带来极大挑战。

其次，面向智能网联汽车的消费级导航定位产品，要实现高可靠、高精度的定位，成本是制约规模化应用的重要因素。现阶段光纤陀螺器件价格较贵，价格因素是制约光纤陀螺惯性器件在自动驾驶领域大规模应用的重要因素，需要降低材料成本，本发明专利采用850nm波长体制的消费级光纤陀螺及MEMS混合态惯性测量单元，与中低精度常用的1310nm波长方案相比，器件成本有明显优势。

产品形态方面，为满足城市条件下的高精度导航定位，出现了“千寻”、“羲和”等一系列地基导航位置增强服务，在实时通信链路的支持下，能够有效提升实时导航定位精度，使实时导航精度从米级提高到分米级。但终端用户在实际使用时，除了需要购买位置增强服务、通信运行服务外，还需要集成数据通讯链路，然后才能配合GNSS接收机或GNSS/惯性组合导航系统使用，集成难度大，使用维护复杂，对操作使用人员的开发能力提出了较高的要求。

因此，基于智能网联汽车高精度、低成本、易用性三个方面的急迫需求，本发明提出了一种基于光纤/MEMS惯性技术的混合态高精度导航通信一体模块。

发明内容

本发明提出了一种基于MEMS惯性技术的混合态高精度导航通信一体模块，其特征在于，包括：电源模块、高精度单轴光纤陀螺、第一MEMS陀螺、第二MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、定位模块、第一微处理器、第二微处理器以及无线通信模块；