CN102141629A - 基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统，包括主机单元和终端控制板，所述主机单元和终端控制板通过数据接口相连，所述终端控制板包括单片机，其中，所述单片机分别和GPS模块、加速度传感器相连，所述单片机上的GPS校正模块接受来自加速度传感器和GPS模块的信号，当加速度传感器提供高尔夫球车处于停止状态时，所述GPS校正模块丢弃来自GPS模块的定位信息。本发明提供的基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统，通过加速度传感器，有效避免GPS的静态漂移；通过加速度传感器判断球车行驶停止状态，实现终端自动开机和自动关机。
Description
技术领域
本发明涉及一种高尔夫球车导航系统，尤其涉及一种基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统。
背景技术
GPS全称就是全球定位系统，它是英文Global Positioning System的缩写。它最先由美国研制成功，是美国第二代卫星导航系统（俄罗斯也有类似的系统，其名称叫做Glonass）全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。其中核心的空间部分使 用了24颗高度约20200公里的卫星组成卫星网络，这24颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗卫 星），轨道倾角为55度。卫星的连续分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，从而具有良好定位解算精度，实现全天24小时全球导航。民用的GPS和军用的接收频点是不一样的，民用的有扰码，定位精度较差，且有动态漂移和静态漂移。大多数GPS接收器的水平位置定位精度在2.93m～29.3m左右。有很多种因素会影响到GPS的准确率，GPS误差引入因素主要有：
（1）、卫星时钟误差：0-1.5米；（2）、卫星轨道误差：1-5米；（3）、电离层引入的误差：0-30米；（4）、大气层引入的误差：0-30米；（5）、接收机本身的噪音：0-10米；（6）、多路反射：0-1米；（7）、总定位误差：大约28米。
实际在卫星的导航电文中，已经包含了大气层的修正参数，能够消除50%到70%的误差，而且这两年出的GPS的误差大致范围是10米或以内。
在现有情况下，民用级单台GPS接收机要想达到1m以内的精度是不可能实现的，原因除GPS本身精度外，还包括地图、定位点测绘、嵌入式设备的运行速度等。
当GPS终端静止的时候，其定位坐标（经纬度）经常在变，偶尔变化还比较大，甚至还会显示有速度。这种现象称为“漂移”。GPS漂移不仅在静止的时候会产生，动态的时候也会产生，只不过漂移的程度没那么明显，产生的几率小些罢了，这是GPS的一个基本特性。在高大建筑密集或天气情况不好的地方，GPS信号经过多次的折、反射，造成信号误差，出现漂移更明显。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统，有效避免GPS的静态漂移。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统，包括主机单元和终端控制板，所述主机单元和终端控制板通过数据接口相连，所述终端控制板包括单片机，其中，所述单片机分别和GPS模块、加速度传感器相连，所述单片机上的GPS校正模块接受来自加速度传感器和GPS模块的信号，当加速度传感器提供高尔夫球车处于停止状态时，所述GPS校正模块丢弃来自GPS模块的定位信息。
上述的基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统，其中，所述主机单元包括主板电源控制模块，所述单片机上的自动开关机模块接受来自加速度传感器的信号，当侦测到球车由静止状态变为行驶状态，并持续行驶一定时间，控制主板电源控制模块接通电源，从而实现自动开机功能；当通过加速度传感器侦测高尔夫球车处于停止状态超过一定时间，控制主板电源控制模块关闭主机电源，从而实现自动关机功能。
上述的基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统，其中，所述终端控制板上设置有终端开/关机按键，所述单片机上的禁止关机模块不断采集GPS模块定位数据，当发现当前经纬度坐标处于禁止关机多边型区域内时，所述禁止关机模块屏蔽终端开关/机按钮，从而实现场内禁止关机功能；当球车驶出禁止关机多边型区域时，所述禁止关机模块恢复终端开/关机按键的功能。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统，通过加速度传感器检测球车驶停状态，有效避免GPS的静态漂移。此外，通过加速度传感器检测球车驶停状态进一步实现自动开/关机，通过设置禁止关机区域，进一步防止用户关机，便于播放广告。
附图说明
图1为本发明的基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统硬件平台结构示意图；
图2为本发明终端控制板上软件控制模块结构框图；
图3为本发明GPS校正模块流程图；
图4为本发明自动开关机流程图；
图5为本发明禁止关机流程图。
图中：
1 终端控制板 2 主机单元 3 单片机
4 加速度传感器 5 GPS模块 6 主板电源控制模块
7 数据接口 8 终端开/关机按键 11 GPS校正模块
12 自动开关机模块 13 禁止关机模块 14 外部通讯模块
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明的基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统架构示意图；图2为本发明终端控制板上软件控制模块结构框图。
请参见图1和图2，本发明的基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统包括主机单元2和终端控制板1，所述终端控制板1包括单片机3，其中，所述单片机3分别和GPS模块5、加速度传感器4相连，单片机上的GPS校正模块11接受加速度传感器4和GPS模块5的信号，当检测加速度传感器4得到高尔夫球车处于停止状态时，单片机上GPS校正模块11丢弃来自GPS模块5的定位信息，当检测到球车处于行驶状态时，通过数据接口7将GPS定位信息发送给主机单元2。单片机3和加速度传感器4、GPS模块通过标准数据接口相连，如串口或网口。
上述的高尔夫球车导航终端系统，单片机3上运行的主要软件模块包括GPS校正模块11、自动开关机模块12、禁止关机模块13以及外部通讯模块14，如图2所示。所述主机单元2运行导航软件，导航软件系统接受来自终端控制板校正后的GPS坐标信息进行导航，主机单元2包括LCD显示屏、触摸屏，以及3G/WiFi通信模块，用于调节LCD背光的高压板等等常用外设，在此不再一一赘述。
主机单元2的主板采用INTEL灵动N270，终端控制板1主要由飞思卡尔MMA7660FC三轴加速度传感器，SiRF3 GPS芯片和低功耗单片机组成。加速度传感器4是用于测量待测物体运动过程中的加速度的传感器。通过测量由于重力引起的加速度，可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度，通过分析动态加速度，可以分析出设备移动的方式。
终端正常工作状态下，单片机3从加速度传感器4采集数据计算球车行驶停止、上坡下坡、左拐右拐等状态，通过数据接口7，比如RS232串口，传送给主机单元2的主板，供终端软件进一步使用。如果终端软件获取球车为停止状态，此时从GPS采集的定位数据将被抛弃，球车图标始终停在球车停驶时的地图位置上，从而规避GPS静态漂移的问题。终端软件通过从终端控制板1获取的球车行驶状态，结合球场地图测绘时设置的POI，可以实时提示驾车者注意行车安全，如陡坡、急湾等等。
图4为本发明自动开关机流程图。
请继续参见图4，为了减轻球童工作，上述的高尔夫球车导航终端系统进一步通过主板电源控制模块6实现自动开机和自动关机功能。具体实现如下：单片机3上的自动开关机模块12从加速度传感器4采集其X、Y、Z三轴方向的加速度变化数据，通过计算可以确定球车的行驶停止状态，从而通过主板电源控制模块6来控制主机单元2开机还是关机。当侦测到球车由静止状态变为行驶状态，并持续行驶一定时间，终端控制电路将自动接通主机电源，从而实现自动开机功能。当通过加速度传感器侦测高尔夫球车处于停止状态超过30分钟，终端控制电路将自动关闭主机电源，从而实现自动关机功能。
图5为本发明禁止关机流程图。
请参见图5，为了广告播放，上述的高尔夫球车导航终端系统通过终端控制板实现场内禁止关机功能。具体实现如下：单片机上的禁止关机模块13不断采集GPS定位数据，当发现当前经纬度坐标处于禁止关机多边型区域内时，单片机使终端开关/机按钮8不起作用，从而实现场内禁止关机功能。当球车驶出禁止关机多边型区域时，单片机恢复终端开/关机按键8的功能。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (3)
1.一种基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统，包括主机单元（2）和终端控制板（1），所述主机单元（2）和终端控制板（1）通过数据接口（7）相连，所述终端控制板（1）包括单片机（3），其特征在于，所述单片机（3）分别和GPS模块(5)、加速度传感器（4）相连，所述单片机（3）上的GPS校正模块(11)接受来自加速度传感器（4）和GPS模块(5)的信号，当加速度传感器（4）提供高尔夫球车处于停止状态时，所述GPS校正模块(11)丢弃来自GPS模块（5）的定位信息。
2.如权利要求1所述的基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统，其特征在于，所述主机单元（2）包括主板电源控制模块（6），所述单片机（3）上的自动开关机模块（12）接受来自加速度传感器（4）的信号，当侦测到球车由静止状态变为行驶状态，并持续行驶一定时间，控制主板电源控制模块（6）接通电源，从而实现自动开机功能；当通过加速度传感器侦测高尔夫球车处于停止状态超过一定时间，控制主板电源控制模块（6）关闭主机电源，从而实现自动关机功能。
3.如权利要求1所述的基于加速度传感器的高尔夫球车导航系统，其特征在于，所述终端控制板（1）上设置有终端开/关机按键（8），所述单片机上的禁止关机软件模块（13）预设禁止关机多边型区域，并不断采集GPS模块（5）定位数据，当发现当前经纬度坐标处于禁止关机多边型区域内时，所述禁止关机模块（13）屏蔽终端开关/机按钮（8），从而实现场内禁止关机功能；当球车驶出禁止关机多边型区域时，所述禁止关机模块（13）恢复终端开/关机按键（8）的功能。
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