CN103559805B - 基于北斗及惯性导航的高精度3g视频车载定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于北斗及惯性导航的高精度3G视频车载定位系统，包含车载视频终端和视频位置服务监控平台，其特征在于：车载视频终端的视频主处理单元连接有行驶记录单元、3G传输单元、定位信号处理单元以及惯性导航处理单元；通过3G传输单元与CORS控制中心建立通讯链路，接收差分数据，解算后得到精确的位置信息，本发明使视频车载系统不需要额外的接收模块，利用任何有3G网络的区域均可快速获取差分定位信号，具备高精度定位的能力，同时，通过惯性导航处理单元，在北斗信号遮蔽区域仍可无缝定位，在驾培系统、飞机场运输、港口运输、停车场诱导、国防车辆运输等方面将具有很大优势。

Description

基于北斗及惯性导航的高精度3G视频车载定位系统
技术领域
本发明属于视频处理、通讯及定位领域，特别是一种基于北斗及惯性导航的高精度3G视频车载定位系统。
背景技术
随着视频技术的发展和3G网络的成熟商用，3G车载视频终端慢慢兴起，车载视频系统属于传统嵌入式硬盘录像机的细分市场，它是随着数字视音频编码技术在车辆上应用而发展起来的一个新兴专用产品。它采用了嵌入式处理器和嵌入式操作系统，结合了IT领域中最新的H.264音视频压缩/解压缩技术、GPS全球定位技术、3G无线通讯技术、USB通信技术、高级车载电源管理技术、GIS地理信息技术，适用于各类车型进行24小时监控。可进行音视频同步录像、全球定位、无线音视频实时传输，同时主机上预留多种接口，可以与车载显示屏、IC卡车载机、信号优先控制系统、客流统计系统等车载设备连接，可广泛应用于公交、长途客运、校车、工程车、货柜车、旅游大巴、物流货运、警用执法车辆、火车、地铁、轮船、飞机等移动交通工具。
随着GPS及北斗定位技术的飞速进步和应用普及，它在城市测量及交通运输中的作用已越来越重要。当前，利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统（ContinuousOperationalReferenceSystem，缩写为CORS）已成为城市GPS应用的发展热点之一。CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体，形成专用网络。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于北斗及惯性导航的高精度3G视频车载定位系统，不仅能实现精确定位，而且具备汽车行驶记录、视频录制、视频和位置信息实时监控的功能。
本发明采用以下方案实现：一种基于北斗及惯性导航的高精度3G视频车载定位系统，包含车载视频终端和视频位置服务平台，其特征在于：车载视频终端的视频主处理单元连接有行驶记录单元、3G传输单元、定位信号处理单元以及惯性导航处理单元；所述车载视频终端通过所述3G传输单元建立两条链路，一条链路与CORS控制中心相连，用于接收RTCM格式的差分数据，另一条链路与一视频位置服务平台相连，用于上传视频流和位置信息。
在本发明一实施例中，所述的行驶记录单元实现对车辆行驶速度、时间、里程、位置、有关车辆行驶的其他状态信息以及事故疑点数据进行记录、存储并可通过数据通信实现数据输出，同时可通过3G传输单元传输至视频位置服务平台。
在本发明一实施例中，所述的定位信号处理单元负责接收参考站的差分信息，进行RTK(差分)解算，得到位置信息，具体流程包括如下步骤：
步骤S01：从CORS控制中心获得用户名、密码、网络服务器地址以及端口；
步骤S02：所述系统接收北斗卫星信号，获得自身概略位置信息；
步骤S03：通过3G通信链路接入CORS网络服务器，将所述概略位置信息发送到CORS控制中心；
步骤S04：所述CORS控制中心根据接收到的位置发送相应的RTCM修正数据，所述系统根据该修正数据计算出位置信息。
在本发明一实施例中，所述的惯性导航处理单元包含MEMS陀螺仪和加速度计，通过采集初始位置、角速度和加速度，并进行相应的积分解算，计算出所处的位置，包括如下步骤：
步骤S11：根据北斗卫星定位系统确定车载视频终端的初始位置和初始速度；
步骤S12：通过加速度计连续测得运动体的加速度；
步骤S13：惯性导航处理单元中的陀螺仪来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中并给出航向和姿态角，通过坐标变换将载体相对惯性坐标系的加速度转换到导航坐标系上；
步骤S14：加速度经过对时间的一次积分分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离，根据初始位置及航向角测得导航坐标系的即时位置信息。
在本发明一实施例中，所述视频位置服务平台包括视频实时监控和位置实时监控，在实时视频流中叠加位置信息，能够在平台同时显示视频流和位置信息。
本发明在具备视频录制及3G实时网传的基础上，不需要增加额外的差分信号接收单元，通过3G网络获取差分信号实现高精度定位，同时，在进入无北斗信号覆盖的区域后，由惯性导航处理单元进行计算，实现定位，另外，本系统还具备汽车行驶记录、视频录制、视频和位置信息实时监控的功能。
附图说明
图1是本发明硬件系统原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本实施例提供一种基于北斗及惯性导航的高精度3G视频车载定位系统，包含车载视频终端和视频位置服务平台，其特征在于：车载视频终端的视频主处理单元连接有行驶记录单元、3G传输单元、定位信号处理单元以及惯性导航处理单元；所述车载视频终端通过所述3G传输单元建立两条链路，一条链路与CORS控制中心相连，用于接收RTCM格式的差分数据，另一条链路与一视频位置服务平台相连，用于上传视频流和位置信息。
本实施例中，所述的汽车行驶记录单元能够实现对车辆行驶速度、时间、里程、位置、有关车辆行驶的其他状态信息以及事故疑点数据进行记录、存储并可通过数据通信实现数据输出，同时可通过3G传输单元传输至视频位置服务平台。
值得一提的是，本发明定位可以说是高精度定位，因此，所述定位信号处理单元可以说是高精度定位信号处理单元，其负责接收参考站的差分信息，进行RTK(差分)解算，得到精确的位置信息。流程如下：
1）从CORS管理中心获得用户名，密码，网络服务器地址和端口；
2）系统接收北斗卫星信号，获得自身概略位置信息；
3）通过3G通信链路接入CORS网络服务器，将概略位置信息发送到CORS系统控制中心；
4）CORS系统根据接收到的位置发送相应的RTCM修正数据，车载终端根据修正数据计算出高精度的位置信息。
本实施例中，所述的惯性导航处理单元包含MEMS陀螺仪和加速度计，通过采集初始速度、角速度和加速度，并进行相应的积分解算，计算出所处的位置。具体包括如下步骤：
步骤S11：根据北斗卫星定位系统确定车载视频终端的初始位置和初始速度；
步骤S12：通过加速度计连续测得运动体的加速度；
步骤S13：惯性导航处理单元中的陀螺仪来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中并给出航向和姿态角，通过坐标变换将载体相对惯性坐标系的加速度转换到导航坐标系上；
步骤S14：加速度经过对时间的一次积分分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离，根据初始位置及航向角测得导航坐标系的即时位置信息。
所述的远程监控平台包括视频实时监控和位置实时监控，在实时视频流中叠加高精度位置信息，能够在平台同时显示视频流和高精度位置信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种基于北斗及惯性导航的高精度3G视频车载定位系统，包含车载视频终端和视
频位置服务平台，其特征在于：车载视频终端的视频主处理单元连接有行驶记录单元、3G传输单元、定位信号处理单元以及惯性导航处理单元；所述车载视频终端通过所述3G传输单元建立两条链路，一条链路与CORS控制中心相连，用于接收RTCM格式的差分数据，另一条链路与一视频位置服务平台相连，用于上传视频流和位置信息;
其中，所述的行驶记录单元实现对车辆行驶速度、时间、里程、位置、有关车辆行驶的其他状态信息以及事故疑点数据进行记录、存储并可通过数据通信实现数据输出，同时可通过3G传输单元传输至视频位置服务平台；
其中，所述的定位信号处理单元负责接收参考站的差分信息，进行RTK解算，得到位置信息，具体流程包括如下步骤：
步骤S01：从CORS控制中心获得用户名、密码、网络服务器地址以及端口；
步骤S02：所述系统接收北斗卫星信号，获得自身概略位置信息；
步骤S03：通过3G通信链路接入CORS网络服务器，将所述概略位置信息发送到CORS控制中心；
步骤S04：所述CORS控制中心根据接收到的位置发送相应的RTCM修正数据，所述系统根据该修正数据计算出位置信息；
其中，所述的惯性导航处理单元包含MEMS陀螺仪和加速度计，通过采集初始位置、角速度和加速度，并进行相应的积分解算，计算出所处的位置，包括如下步骤：
步骤S11：根据北斗卫星定位系统确定车载视频终端的初始位置和初始速度；
步骤S12：通过加速度计连续测得运动体的加速度；
步骤S13：惯性导航处理单元中的陀螺仪来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量
轴稳定在该坐标系中并给出航向和姿态角，通过坐标变换将载体相对惯性坐标系的加速度
转换到导航坐标系上；
步骤S14：加速度经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分
即可得到距离，根据初始位置及航向角测得导航坐标系的即时位置信息。
2.根据权利要求1所述的基于北斗及惯性导航的高精度3G视频车载定位系统，其特征在于：所述视频位置服务平台包括视频实时监控和位置实时监控，在实时视频流中叠加位置信息，能够在平台同时显示视频流和位置信息。
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