CN103377561A - 一种车辆定位系统、方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆定位系统、方法和装置，系统包括车辆定位装置、监控中心服务器和第三方平台，方法包括：S1、车辆定位装置接收卫星信号，获取车辆的空间坐标；S2、当卫星信号进入盲区时，车辆定位装置获取并根据车辆行驶方向与指南针指向间的角度计算车辆行驶方向与参考方向间的角度，且对应存储车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与参考方向间的角度；S3、若车辆定位装置接收到空间坐标获取指令，将从卫星信号获取的车辆的空间坐标和/或根据存储信息计算的车辆空间坐标发送到监控中心服务器；S4、第三方平台访问监控中心服务器获取空间坐标，构建车辆定位和轨迹跟踪业务。实现了在卫星信号进入盲区时，对车辆的精确定位。

Description

一种车辆定位系统、方法和装置

技术领域

本发明涉及导航技术，更具体地说，涉及一种车辆定位系统、方法和装置。

背景技术

近年来，世界范围的重大恐怖事件不断发生，恐怖袭击对国家和地区安全、社会稳定、经济发展及人民的生命财产等产生了严重威胁，成为最严重的社会问题之一。应对恐怖主义袭击和破坏的突发事件，已经成为世界各国政府必须认真对待的重要问题。

随着国际恐怖活动的加剧，人们愈来愈意识到危险品的运输很可能被恐怖分子所利用。一辆满载易燃、易爆、剧毒或放射性危险品的车辆撞向政府机构、电站、水坝、机场、闹市区等要害地点，将酿成惨剧，并对国家安全构成严重威胁。因此，各国对运输危险化学品的关注已上升到了反恐的高度。

随着国民经济的持续快速发展，危险化学品的产量和运量逐年上升，事故频发，安全形势十分严峻。据国家安监总局统计，在危险化学品事故中，运输事故比例最高占30%。而95%以上的危险品运输又都是跨省长距离运输，因此危险品在运输过程中一旦发生的如火灾、爆炸、泄露、中毒、污染等事故，因事故地点、车辆状况、货物性质及周边环境的不确定性，给应急救援工作的组织和实施带来了很大的困难。近年来随着装载车辆的日趋大型化，一旦发生事故都将导致灾难性的后果，给人民、社会、环境造成严重危害。

我国政府高度重视危险化学品的安全，建国以来相继颁布了《危险化学品安全管理条例》、《危险货物运输规则》，《汽车危险货物运输规则》、《道路危险货物运输管理规定》等法律法规，进一步健全了危险品运输安全监管的政策体系。但是，由于缺乏切实有效的监管手段，无法对危险品运输的全过程进行有效的监控和管理。

因此，迫切需要利用先进技术手段，加强对车辆，特别是运输危险品的车辆进行定位追踪，从而实现安全监管，以进一步规范运输行业，降低事故的发生率，并为事故的应急救援提供及时、准确的信息支持，把事故的损失降到最低。

由于国内外的卫星定位技术已较成熟，在车辆上安装具有卫星定位系统的安全监控终端，已成为对车辆进行定位跟踪的主要方法。而在卫星信号盲区，或者不法分子将卫星天线破坏而造成无法接收卫星信号，这时卫星定位系统将失去作用，将无法对车辆进行定位追踪。

为了解决卫星信号盲区定位的问题，业界通常的做法是应用无线网络基站进行辅助定位，然而，这种方案增加设计的复杂性，同时当卫星信号进入信号盲区时，比如隧道、密集建筑物、信号干扰区域，无线网络也可能进入信号盲区，无线网络外置天线也可能被非法摘除，所以这种方案仍然无法很好的解决问题。

另一种，解决卫星信号盲区定位问题的方法是，根据车辆行驶惯性，在卫星信号进入盲区时，根据车辆的先前行驶速度和道路推算当前可能的行驶位置。由于在车辆的行驶过程中，速度和方向随时可能改变，这种方法只是模拟分析车辆的行驶状态，无法实现对车辆准确的定位追踪。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种车辆定位系统、方法和装置，能够在卫星信号进入盲区时，通过对指南针进行成像分析而获得车辆行驶的方向，再结合车辆行驶速度和行驶时间，实现对车辆的准确定位追踪。

本发明要解决其技术问题，采用的技术方案是：提供一种车辆定位装置，包括中心控制单元以及与所述中心控制单元连接的无线通信单元和存储单元，所述装置还包括分别与所述中心控制单元连接的卫星定位单元、光学定位单元和智能分析单元；所述中心控制单元用于控制装置中的各单元工作，以及获取车辆的行驶时间和行驶速度；所述卫星定位单元用于接收卫星信号，获取车辆的空间坐标信息；所述光学定位单元用于在卫星信号进入盲区时，提供记录了车辆行驶方向与指南针指向间的角度的图像；所述智能分析单元用于识别所述图像，确定车辆行驶方向与指南针指向间的角度，并根据该角度计算车辆行驶方向与一参考方向间的角度；所述存储单元用于对应存储车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与一参考方向之间的角度；所述中心控制单元还用于在接收到监控中心服务器发送的空间坐标获取指令时，根据所述存储单元中存储的所述行驶时间、所述行驶速度以及车辆行驶方向与一已知参考方向之间的角度计算车辆的空间坐标，并将车辆的空间坐标通过所述无线通信单元发送到监控中心服务器。

优选地，所述光学定位单元包括指南针，照明模块，图像获取模块，以及分别与所述照明模块、所述图像获取模块和所述中心控制单元连接的控制模块；所述指南针上固定设置有车辆行驶方向指针；所述照明模块用于提供照明；所述图像获取模块用于对所述指南针进行录像，以获取记录了车辆行驶方向指针与指南针的指向针间角度的图像；所述控制模块用于控制所述光学定位单元中各模块的工作。

优选地，所述参考方向为正东方，所述指南针表盘上的行驶方向指针的方向与车身行驶方向相同。

优选地，所述智能分析单元还用于：

根据车辆行驶方向与指南针指向间的角度β计算车辆行驶方向与正东方之间的角度α:

α=n*360°+270°-β

其中，n为整数。

优选地，所述存储单元和所述智能分析单元通过AHB总线与所述中心控制单元连接，所述无线通信单元、所述卫星定位单元、所述光学定位单元连接到APB总线上，APB总线与AHB总线通过桥接和多通道DMA连接。

提供一种车辆定位系统，包括监控中心服务器、第三方平台、以及上述任一项中的车辆定位装置；所述监控中心服务器与所述车辆定位装置无线通信连接，用于访问和控制所述车辆定位装置；所述第三方平台与所述监控中心服务器通信连接，用于经所述监控中心服务器向所述车辆定位装置发送空间坐标获取指令，以获取车辆的空间坐标，根据车辆的空间坐标构建车辆定位和轨迹跟踪业务。

提供一种车辆定位方法，包括以下步骤：

S1、车辆定位装置接收卫星信号，获取车辆的空间坐标；

S2、当卫星信号进入盲区时，车辆定位装置获取车辆行驶方向与指南针指向间的角度，并根据该角度计算车辆行驶方向与一参考方向间的角度，获取车辆的行驶时间和行驶速度，并对应存储车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与一参考方向间的角度；

S3、若车辆定位装置接收到监控中心服务器发送的空间坐标获取指令，则将从卫星信号获取的车辆的空间坐标，和/或根据存储的车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与一参考方向间的角度计算得到的车辆的空间坐标，返回监控中心服务器；

S4、第三方平台访问监控中心服务器获取车辆的空间坐标，构建车辆定位和轨迹跟踪业务。

优选地，步骤S2中，所述参考方向为正东方，车辆定位装置根据车辆行驶方向与指南针指向间的角度β计算车辆行驶方向与正东方之间的角度α:

α=n*360°+270°-β，其中，n为整数。

优选地，步骤S2包括以下子步骤：

S21、当卫星信号进入盲区时，车辆定位装置同时获取多个车辆行驶方向与指南针指向间的角度，并转换为一组车辆行驶方向与一参考方向间的角度；

S22、车辆定位装置丢弃该组车辆行驶方向与一参考方向间的角度中与其他角度间的差值超过一阈值的角度，并对剩余的角度求平均值；

S23、车辆定位装置获取车辆的行驶时间和行驶速度，并将车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与一参考方向间的角度的平均值对应存储。

优选地，步骤S3包括以下子步骤：

S31、若车辆定位装置接收到监控中心服务器发送的空间坐标获取指令指示获取历史数据时，则根据存储的车辆的行驶时间、行驶速度、以及车辆行驶方向与一参考方向间的角度计算车辆的位移；

S32、车辆定位装置将计算出的车辆的位移转换为车辆的空间坐标，并返回监控中心服务器。

本发明的车辆定位系统、方法和装置具有以下有益效果：在卫星信号进入盲区时，启动光学定位单元，可作为强化定位功能的一种有益补充，实现了在卫星进入盲区时对车辆的准确定位。且光学定位相对于无线网络基站的定位，设计制造简单，无网络信号时也能实现定位信息的记录，对事故调查取证具有很好的价值。另外，光学定位单元应用指南针的原理，具有不受无线电波干扰的能力，抗干扰性强。

另外，监控中心服务公布标准数据接口，实现第三平台的应用集成，第三方平台可以通过监控中心服务间接远程访问终端服务，从而进一步可构建各种业务应用，有利于产品的推广应用。第三方平台可构建应用实现车辆运行轨迹在卫星信号盲区的跟踪，使得跟踪过程连续不断。

再者，车辆定位装置通过构建视频识别、传感器监测、司机身份卡射频识别等实用功能，使得车辆定位装置具有实用价值。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的车辆定位系统的结构示意图；

图2为本发明的车辆定位装置第一实施例的逻辑框图；

图3为本发明的车辆定位装置第一实施例的软件架构图；

图4为本发明的车辆定位装置与外设的连接示意图；

图5为本发明的较佳实施例中终端服务、监控中心服务和第三方应用平台的集成架构图；

图6为本发明的车辆定位装置第一实施例中光学定位单元的逻辑框图；

图7为本发明的指南针一示例的结构示意图；

图8为本发明的光学定位单元一示例的结构示意图；

图9为本发明的智能分析单元确定车辆行驶方向与指南针指向间的角度的原理图；

图10A为本发明中通过光学定位的车辆的第一段位移的示意图；

图10B为本发明中通过光学定位的车辆的第二段位移的示意图；

图10C为本发明中通过光学定位的车辆的第三段位移的示意图；

图11为本发明的车辆定位装置一示例的硬件结构图；

图12为本发明的车辆定位方法第一实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的解释说明。

如图1所示，本发明较佳实施例的车辆定位系统包括车辆定位装置100、监控中心服务器200以及第三方平台300。车辆定位装置100可以安装在车辆的车头处，有利于缩短外设布局连接线的长度，且便于使用。车辆定位装置100与监控中心服务器200块建立无线连接，实现数据交互，交互数据先进入无线网络基站，再进入互联网，最后进入监控中心服务器200。监控中心服务器200用于访问和控制车辆定位装置100。车辆定位装置100和监控中心服务器200间交互的数据可以包括空间坐标和控制指令，控制指令包括空间坐标获取指令。

图2为本发明的车辆定位装置100第一实施例的逻辑框图，如图2所示，在本实施例中，车辆定位装置100包括中心控制单元110，以及分别于中心控制单元110连接的无线通信单元120、存储单元130、卫星定位单元140、光学定位单元150和智能分析单元160。

图3为车辆定位装置100的软件架构图，描述了本装置100的软件结构。本装置100内嵌入式Linux操作系统、驱动程序、数据库、终端服务和上层应用程序。本终端的上层应用可以包括：按钮自定义、用户管理和网络配置。在其他实施例中，还可以包括传感器配置、摄像头配置、视频识别训练、语音识别训练、权限配置、安全管理，本装置100相当于一个微型计算机，此时，可连接的外设如图4所示，包括：麦克风、音箱、键盘、显示器、传感器、摄像头和天线。当装置100连接有音箱和麦克风时，和监控中心服务器200向车辆定位装置100发送的控制指令还可以包括语音开启指令。

其中，按钮自定义应用接入特制的车辆键盘，定义快捷功能键，包括一键通话、一键报警等功能键。传感器和摄像头配置可对接入传感器和摄像头进行配置各种参数，使其运行于最佳状态。视频和语音识别训练实现对不同的司机进行识别训练，从而能极大的提高司机身份的准确率。终端服务是常驻后台的服务程序，负责本装置100的实时监控监测，包括超速报告、司机手动报警、以及空间坐标计算等。

图5为终端服务、监控中心服务和第三方应用平台的集成架构图，如图5所示，终端服务是监控中心服务的节点，还负责和监控中心服务之间的实时通信。监控中心服务是本装置100附带配套组件，可独立安装于监控中心服务器200，建立标准数据接口，供第三方平台300集成使用，第三方平台300可以通过监控中心服务与本装置100交互信息，交互数据交换包括：空间坐标信息、语音信息、视频信息、传感器信息、司机信息、控制指令。第三方平台300可通过标准接口进一步建构各种业务应用，如：地图定位、车辆管理、轨迹跟踪、远程监测、事故报警、语音交互、应急联动等。本发明的监控中心服务可连接多个终端服务，实现与远程终端服务的信息交互，公布标准接口实现第三方平台的集成，第三方平台可以通过监控中心服务间接远程访问终端服务，从而进一步可构建各种业务应用，有利于产品的推广应用。

在本实施例中，中心控制单元110可以通过基于ARM多核架构的嵌入式处理器实现，其负责控制整个装置和周边设备，其检测无线网络和卫星网络状态，正常情况下控制卫星定位单元140总是接收卫星信号，控制无线通信单元120与监控中心服务器200建立无线网络连接。当发现失去卫星信号时（卫星信号进入盲区），中心控制单元110启动光学定位单元140。

光学定位单元140具有指南针功能，能够对车辆行驶方向进行跟踪。如图6所示，光学定位单元140包括指南针151、照明模块152、图像获取模块153、以及控制模块154。

控制模块154与照明模块152、图像获取模块153以及中心控制单元110连接，控制模块154可以通过数字信号处理芯片（Digital Signal Processing，DSP）实现，用于控制光学定位单元140中的各模块。

本实施例中的指南针151如图7所示，是在传统指南针的基础上增加一车辆行驶方向指针A，车辆行驶方向指针A固定设置，用于指示车辆的行驶方向。B为指南针的指向针，车辆行驶方向指针A和指南针的指向针B可以用显目的颜色标记，例如红色，以便于识别。根据以下原则安装或调试指南针151：选择正东方为参考方向，调整车身自车尾到车头的方向指向正东方，并调整指南针151，使其表盘上的行驶方向指针A指向正东方，然后固定指南针151即可完成安装调试。在车辆行驶过程中，指南针上的行驶方向指针A的方向即为车辆行驶方向。车辆行驶方向角度（由正东方逆时针旋转到行驶方向指针A位置所经过的角度）的计算通过智能分析单元160完成。

照明模块152可以包括多个LED灯或者冷灯管，多个LED灯或者冷灯管可以均匀地设置在指南针151周围。

图像获取模块153包括图像传感器以及设置在图像传感器上且面向指南针151的微距镜头。图像传感器可以是COMS传感器，也可以是CCD传感器。当采用CCD传感器时，图像获取模块153还包括连接于CCD传感器和控制模块154之间的模数转换器。

图8为光学定位单元150一示例的结构示意图，如图8所示，光学定位单元150由指南针151、微距镜头、CMOS传感器、控制模块154、冷灯管等主要部件组成。光学定位单元150内部安装有4个均匀分布的低功耗冷光灯管，为光学定位单元150提供亮度均匀的光源，确保高质量的成像能力。控制模块154与中心控制单元110连接（通过UART接口与APB总线连接）。

当卫星信号进入盲区时，中心控制单元110发送启动指令到控制模块154，控制模块154为照明模块152供电，并控制图像获取模块153对指南针151进行录像，获取记载了车辆行驶方向指针A和指向针B的图像。控制模块154将获取的图像发送到中心控制单元110。

中心控制单元110在接收到记载了车辆行驶方向指针A和指向针B的图像后，调用智能分析单元160对该图像进行识别。

智能分析单元160可以采用数字信号处理芯片（Digital Signal Processing，DSP）实现，用于进行复杂的智能分析计算。智能分析单元160通过量角器计算图像中车辆行驶方向指针A和指向针B间的角度β。量角器是一个标准的内置的带有可测量360度角的精确刻度的图像，测量原理与数学中可测量180度的量角器的原理基本一样。如图9所示，测量时，先将图像的原点（即指南针151上刻度线原点）与量角器原点重合，指向针B与量角器的开始边（量角器0度方向）重合对齐，车辆行驶方向指针A在量角器上所指向的刻度，就是车辆行驶方向指针A和指向针B之间的角度β（即车辆行驶方向与指南针指向间的角度，实为指向针B顺时针旋转到车辆行驶方向指针A所经过的角度）。然后，智能分析单元160根据车辆行驶方向指针A和指向针B间的角度β计算车辆行驶方向与正东方（参考方向）间的角度α:

α=n*360^o+270^o-β

其中，270^o为正东方和正南方之间的角度，n为整数。

智能分析单元160将α返回中心控制单元110。然后，中心控制单元110通过访问CMOS模块（参见图11）获取当前时间（行驶时间），通过接入车辆的CAN总线获得车辆的行驶速度，然后将车辆行驶方向与正东方之间的角度α、行驶时间和行驶速度写入存储单元130。

若车辆定位装置100接收到第三方平台300经监控中心服务器200发送的空间坐标获取指令，且该指令的条件为获取实时空间坐标时，中心控制单元110则通过访问卫星定位单元140取得空间坐标后返回。若空间坐标获取指令的条件为获取历史数据时，中心控制单元110从存储单元130读取对应存储的车辆当前的行驶方向与正东方之间的角度α、行驶时间和行驶速度，分别计算车辆行驶的各段位移s＝vt，其中，速度v由速测传感器获得，速度v的方向为α，t为当前采样点与下一个采样点之间的时间间隔。然后车辆定位装置100通过位移S计算得到平面坐标，再将平面坐标进一步转换为空间坐标并返回监控中心服务器200。

其中，平面坐标计算的原理是：根据公式s=vt以及直角三角形的特点，可以求得斜边长度s（位移），其中t为下一个点与当前点的时间间隔，v为行驶速度，通过车辆的行驶方向角度α可以计算X偏移=s*cos（α）和Y偏移=s*sin(α)，假设进入盲区时初始坐标为P0（0，0），当前坐标是P1（X1，Y1），那么下一个点坐标是P2（X1+X偏移，Y1+Y偏移），从而完成所有平面坐标的计算，最后把各平面坐标根据一定的算法映射为空间坐标。即平面坐标为各段位移的端点，转换时将各端点转换为空间坐标。

参见图10A-图10C，X轴正向为正东方，例如，通过光学定位了车辆的三段位移，三段位移共同组成车辆的运行轨迹，通过选择合适的采样时间间隔，使得车辆定位装置100能够灵敏地反映出车辆行驶轨迹变化过程，最后车辆定位装置100根据进入光学定位时的卫星初始空间坐标和轨迹的各段位移情况，将轨迹的各段位移的端点坐标转换成空间坐标，从而实现光学定位的坐标和卫星定位的坐标参照一致性，实现卫星信息中断前、中断后和恢复后的轨迹跟踪。然后，中心控制单元110将空间坐标发送到监控中心服务器200，监控中心服务器200将空间坐标发送到第三方平台300。

另外，应当说明的是，在第三方平台300进行车辆行驶轨迹追踪时或者中心控制单元110计算车辆行驶的平面坐标时，坐标轴XY轴中，X轴的正向为正东方，负向为正西方。Y轴正向为正北方，负向为正南方。

图11为本发明的车辆定位装置100一示例的硬件结构图，参见图2和图10，本发明的车辆定位装置100设有AHB总线和APB总线，AHB连接高速的设备，APB用于连接低速的设备，AHB和APB通过桥接和多通道DMA进行连接。

AHB总线连接的设备包括：中心控制单元110、同步动态随机存储器、存储器NAND FLASH（即存储单元130）、ROM、显示控制单元、声音控制单元、智能分析单元160。其中，智能分析单元160通过HPIB（Host Port InterfaceBridge）与AHB桥接，负责音视频处理和复杂智能分析计算。

本发明所述的APB总线连接的设备主要包括：无线通信单元120、卫星定位单元140、光学定位单元150、RFID单元、视频控制单元、传感器控制单元、键盘控制单元。其中，卫星定位单元140通过卫星定位芯片实现，通过UART与APB连接，实现车辆的卫星定位功能。视频控制单元通过UART接口与APB连接，支持多路（例如4路）监控摄像头的接入。光学定位单元通过UART接口与APB连接。CAN接口通过RS－232与APB连接，CAN接口用于与汽车CAN总线的连接，获取车辆实时行驶速度。无线通信单元120通过USB与APB连接，实现无线网络功能。RFID单元通过UART与APB连接，负责司机身份卡的识别。

CMOS模块直接通过DMA连入AHB总线，用于保存BIOS的配置参数，提供时钟功能，由独立电池供电。

另外，在本发明的终端100的第二实施例中，终端100可以包括多个光学定位单元150，每个光学定位单元150都通过UART接口与APB连接。当卫星信号进入盲区时，中心控制单元110控制多个光学定位单元150同时获取记录了车辆行驶方向与指南针指向间的角度β的图像，再控制智能分析单元160对图像进行识别，并根据测量出的β计算得一组车辆行驶方向与正东方之间的角度α。然后，中心控制单元110将该组车辆行驶方向与正东方之间的角度α中的每两个角度相减，将该组角度α中与其他角度间的差值超过一阈值的角度丢弃，并对剩余的角度求平均值，获取车辆的行驶时间和行驶速度，并将车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与正东方之间的角度的平均值对应存储到存储单元130。这样，提高了的行驶方向测量的精确度。在其他实施例中，当智能分析单元160识别出β后，中心控制单元110先将该组β进行两两相减，将于其他角度见的差值查过一阈值的角度丢弃，对剩余的角度求平均，并将β的平均值发送到智能分析单元160，并控制智能分析单元160将β的平均值转换为α，然后将车辆的行驶时间、行驶速度和α存储到存储单元130。

应当说明的是，存储单元130中记录的是车辆的行驶时间、行驶速度和α的原始数据，并没有存储计算后平面坐标和空间坐标，因为数据运算会涉及到精度丢失问题，不同的业务对数据精度要求不同，应根据实际情况具体分析，应既能满足业务数据精度要求的条件下，尽可能提高效率。

图12为本发明的车辆定位系统中实现车辆定位的方法的第一实施例的流程图，如图12所示，在该实施例中，方法包括以下步骤：

S1、车辆定位装置100接收卫星信号，获取车辆的空间坐标；

S2、当卫星信号进入盲区时，车辆定位装置100获取车辆行驶方向与指南针指向间的角度，并将其转换为车辆行驶方向与一参考方向间的角度，获取车辆的行驶时间和行驶速度，并对应存储车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与一参考方向间的角度；

S3、若车辆定位装置100接收到监控中心服务器200发送的空间坐标获取指令，则将从卫星信号获取的车辆的空间坐标，和/或根据存储的车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与一参考方向间的角度计算得到的车辆的空间坐标，返回监控中心服务器200；

S4、第三方平台300访问监控中心服务器200获取车辆的空间坐标，构建车辆定位和轨迹跟踪业务。

在本实施例中，步骤S2中，参考方向为正东方，车辆定位装置100根据根据以下公式将车辆行驶方向与指南针指向间的角度β转换为车辆行驶方向与正东方之间的角度α:

α=n*360^o+270^o-β，其中，n为整数。

在本实施例中，步骤S3包括以下子步骤：S31、若车辆定位装置100接收到监控中心服务器200发送的空间坐标获取指令指示获取历史数据时，则根据存储（存储单元130存储的）的车辆的行驶时间、行驶速度、以及车辆行驶方向与正东方之间的角度α计算车辆的位移；S32、车辆定位装置100将计算出的车辆的位移转换为车辆的空间坐标并返回监控中心服务器200。

步骤S3还可以包括以下子步骤：S33、若车辆定位装置100接收到的监控中心服务器200发送的空间坐标获取指令的条件为获取实时空间坐标时，则由卫星定位单元140提供空间坐标，将空间坐标返回监控中心服务器200。

本发明的方法的其他实施例中，步骤S2可以包括以下子步骤：

S21、当卫星信号进入盲区时，车辆定位装置100同时获取多个车辆行驶方向与指南针指向间的角度，并转换为一组车辆行驶方向与正东方之间的角度α；

S22、车辆定位装置100丢弃该组车辆行驶方向与正东方之间的角度α中与其他角度间的差值超过一阈值的角度，并对剩余的角度求平均值；

S23、车辆定位装置100获取车辆的行驶时间和行驶速度，并将车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与正东方之间的角度的平均值对应存储。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。例如，由于安装调试固定时参考方向的不同，公式的变化形式可能多样化，但最终本质都必须通过计算获取以正东方向作为开始边进行逆时针旋转直到与车辆行驶方向相同所经过的角度，以进行平面坐标计算，并转换为空间坐标。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆定位装置（100），包括中心控制单元（110）以及与所述中心控制单元（110）连接的无线通信单元（120）和存储单元（130），其特征在于，所述装置（100）还包括分别与所述中心控制单元（110）连接的卫星定位单元（140）、光学定位单元（150）和智能分析单元（160）；所述中心控制单元（110）用于控制装置中的各单元工作，以及获取车辆的行驶时间和行驶速度；所述卫星定位单元（140）用于接收卫星信号，获取车辆的空间坐标信息；所述光学定位单元（150）用于在卫星信号进入盲区时，提供记录了车辆行驶方向与指南针指向间的角度的图像；所述智能分析单元（160）用于识别所述图像，确定车辆行驶方向与指南针指向间的角度，并根据该角度计算车辆行驶方向与一参考方向间的角度；所述存储单元（130）用于对应存储车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与一参考方向之间的角度；所述中心控制单元（110）还用于在接收到监控中心服务器发送的空间坐标获取指令时，将从卫星信号获取的车辆的空间坐标，和/或根据所述存储单元（130）中存储的所述行驶时间、所述行驶速度以及车辆行驶方向与一已知参考方向之间的角度计算车辆的空间坐标，并将车辆的空间坐标通过所述无线通信单元（120）发送到监控中心服务器。

2.根据权利要求1所述的车辆定位装置（100），其特征在于，所述光学定位单元（150）包括指南针（151），照明模块（152），图像获取模块（153），以及分别与所述照明模块（152）、所述图像获取模块（153）和所述中心控制单元（110）连接的控制模块（154）；所述指南针（151）上固定设置有车辆行驶方向指针；所述照明模块（152）用于提供照明；所述图像获取模块（153）用于对所述指南针（151）进行录像，以获取记录了车辆行驶方向指针与指南针（151）的指向针间角度的图像；所述控制模块（154）用于控制所述光学定位单元（150）中各模块的工作。

3.根据权利要求2所述的车辆定位装置（100），其特征在于，所述参考方向为正东方，所述指南针（151）表盘上的行驶方向指针的方向与车身行驶方向相同。

4.根据权利要求3所述的车辆定位装置（100），其特征在于，所述智能分析单元（160）还用于：

根据车辆行驶方向与指南针（151）指向间的角度β计算车辆行驶方向与正东方之间的角度α:

α=n*360°+270°-β

其中，n为整数。

5.根据权利要求1所述的车辆定位装置（100），其特征在于，所述存储单元（130）和所述智能分析单元（160）通过AHB总线与所述中心控制单元（110）连接，所述无线通信单元（120）、所述卫星定位单元（140）、所述光学定位单元（150）连接到APB总线上，APB总线与AHB总线通过桥接和多通道DMA连接。

6.一种车辆定位系统，其特征在于，包括监控中心服务器（200）、第三方平台（300）、以及权利要求1-5中任一项所述的车辆定位装置（100）；所述监控中心服务器（200）与所述车辆定位装置（100）无线通信连接，用于访问和控制所述车辆定位装置（100）；所述第三方平台（300）与所述监控中心服务器（200）通信连接，用于经所述监控中心服务器（200）向所述车辆定位装置（100）发送空间坐标获取指令，以获取车辆的空间坐标，根据车辆的空间坐标构建车辆定位和轨迹跟踪业务。

7.一种车辆定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、车辆定位装置（100）接收卫星信号，获取车辆的空间坐标；

S2、当卫星信号进入盲区时，车辆定位装置（100）获取车辆行驶方向与指南针指向间的角度，并根据该角度计算车辆行驶方向与一参考方向间的角度，获取车辆的行驶时间和行驶速度，并对应存储车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与一参考方向间的角度；

S3、若车辆定位装置（100）接收到监控中心服务器（200）发送的空间坐标获取指令，则将从卫星信号获取的车辆的空间坐标，和/或根据存储的车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与一参考方向间的角度计算得到的车辆的空间坐标，返回监控中心服务器（200）；

S4、第三方平台（300）访问监控中心服务器（200）获取车辆的空间坐标，构建车辆定位和轨迹跟踪业务。

8.根据权利要求7所述的车辆定位方法，其特征在于，步骤S2中，所述参考方向为正东方，车辆定位装置（100）根据车辆行驶方向与指南针指向间的角度β计算车辆行驶方向与正东方之间的角度α:

α=n*360^o+270^o-β，其中，n为整数。

9.根据权利要求7所述的车辆定位方法，其特征在于，步骤S2包括以下子步骤：

S21、当卫星信号进入盲区时，车辆定位装置（100）同时获取多个车辆行驶方向与指南针指向间的角度，并转换为一组车辆行驶方向与一参考方向间的角度；

S22、车辆定位装置（100）丢弃该组车辆行驶方向与一参考方向间的角度中与其他角度间的差值超过一阈值的角度，并对剩余的角度求平均值；

S23、车辆定位装置（100）获取车辆的行驶时间和行驶速度，并将车辆的行驶时间、行驶速度和车辆行驶方向与一参考方向间的角度的平均值对应存储。

10.根据权利要求7所述的车辆定位方法，其特征在于，步骤S3包括以下子步骤：

S31、若车辆定位装置（100）接收到监控中心服务器（200）发送的空间坐标获取指令指示获取历史数据时，则根据存储的车辆的行驶时间、行驶速度、以及车辆行驶方向与一参考方向间的角度计算车辆的位移；

S32、车辆定位装置（100）将计算出的车辆的位移转换为车辆的空间坐标，并返回监控中心服务器（200）。

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