[发明专利]一种被动式温度稳定车载组合惯导装置

说明书

本发明涉及一种被动式温度稳定车载组合惯导装置，包括PCB总成分模组、IMU分模组、内部线束模组、外壳分模组和相变材料储热分模组；所述外壳分模组包括上壳和下壳，上壳的下表面设有相变材料储热分模组安装面，相变材料储热分模组安装面设于IMU分模组一侧，相变材料储热分模组固定于相变材料储热分模组安装面。本发明通过将相变材料储热分模组设于IMU分模组周围，以将IMU分模组与周围环境引起温度变化的热源完全或部分隔离开，利用相变材料较大的相变潜热特性，减缓IMU分模组周围环境温度变化，最终导致IMU分模组内部的加速度计和陀螺仪所处环境温度不变或缓慢变化，减少IMU分模组受环境温度变化引起的误差恶化，从而减少组合惯导的定位误差。

技术领域

本发明属于汽车智能驾驶技术领域，具体涉及一种被动式温度稳定车载组合惯导装置。

背景技术

对于智能驾驶汽车，GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星定位系统）高精定位是整车融合定位中的一个重要功能，而GNSS高精定位通常由组合惯导装置实现，高精度IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元）则是组合惯导中至关重要的传感器。IMU由加速度计、陀螺仪、测温传感器、必要电子元器件、封装外壳组成。加速度和陀螺仪对于环境温度十分敏感，并且其误差受温度从低到高和从高到低变化的影响也有所差异。业界通常采用预先温度标定补偿的方式来减小温度引起的误差，即在IMU静止情况下基于特定的温度变化速率（如1℃/min）采集IMU从-40℃至85℃区间的误差数值，并把该误差写入组合惯导的补偿程序中。当组合惯导工作时，IMU检测到自己处于某一温度条件下，即调用该温度下预先标定好的误差值作为补偿，以减小不同使用温度下带来的误差。

一般情况下，为保证安装稳定，组合惯导会安装于车辆地板上，且由于车内环境复杂，需要避开电磁干扰明显和振动明显的区域，并在有限的布置空间下综合考虑众多需要安装的零部件。因此，组合惯导很有可能布置到主副驾座椅下方、中通道所覆盖区域的地板上，这往往也是空调风管布置的区域。空调风管在车辆启动初期，往往有较为剧烈的温度变化，对周围环境温度也带来不小影响；其他高功率的零部件，例如音响功放、中央控制器等变化的工作功率也会对周围环境温度带来影响。对于布置在这类环境下的组合惯导，其IMU性能会受到环境温度较大影响，从而影响到组合惯导定位性能。

采用隔热材料直接包裹环境中的发热源是一种简单的解决方式，但是绝大部分电器零部件均有散热要求，包裹隔热材料于散热不利，导致可行性不高。因此，如何提高组合惯导本身对于环境温度变换的抗性，是改善组合惯导环境适用性的有效手段。当然，可以通过主动方式进行改善，例如增加加热系统抵抗低温、增加风冷系统或水冷系统抵抗高温，依据IMU读出的温度，通过改变这些主动控温系统的工作功率，来稳定组合惯导的工作环境，用以稳定IMU的工作环境。但是，这些主动温度稳定的方式，会带来整车功耗的升高，同时也会让整个系统结构变得复杂、尺寸增加，更难以布置，可行性也不算高。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种被动式温度稳定车载组合惯导装置，避免因环境温度变化导致IMU误差变化而引起的组合惯导定位性能变差的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种被动式温度稳定车载组合惯导装置，包括PCB总成分模组、IMU分模组、内部线束模组和外壳分模组；所述外壳分模组包括上壳和下壳，所述上壳和下壳组装形成内舱空间， PCB总成分模组、IMU分模组和内部线束模组均安装固定在所述内舱空间内；所述PCB总成分模组、IMU分模组固定于下壳的上表面；所述内部线束模组的一端连接PCB总成分模组，另一端连接IMU分模组；所述内舱空间内还设有用于降低IMU分模组受周围环境温度变化影响的相变材料储热分模组。