CN105180950A - 基于气压传感的车辆导航系统 - Google Patents

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    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
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    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement

Abstract

本发明公开了一种基于气压传感的车辆导航系统，包含用户输入模块、控制模块、GPS定位模块、气压传感器、发射模块、接收模块、存储模块和显示模块，其中，控制模块分别和用户输入模块、GPS定位模块、气压传感器、发射模块、接收模块、存储模块、显示模块相连。本发明结构简单，使用方便，在汽车经过高架桥时，通过气压传感器精确定位汽车位置，不会出现错误导航的现象；同时尽量采用本地导航的方式，以远程导航的方式作为补充，响应速度更快。

Description

基于气压传感的车辆导航系统
技术领域
本发明涉及一种车辆导航系统，尤其涉及一种基于气压传感的车辆导航系统。
背景技术
车辆导航系统是指具有GPS全球卫星定位系统功能的车用工具，并且利用图像和语音提示的方式来引导驾驶员开车。
GPS是英文GlobalPositioningSystem(全球定位系统)的简称，而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。
接收器向三个卫星发送信号，如果一个无线电信号从一颗卫星传输到地球上的一个GPS接收器的时间间隔为0.07515秒，则接收器可以算出卫星在14000英里外，因为0.07515秒乘以无线电的传输速度186282英里/秒等于14000英里。这意味着接收器必定位于一个半径为14000英里的球面上的某个地方，卫星是该球面的中心。一旦接收器执行了利用另外两颗卫星的相同测距运算，结果就是三个相交的球面，它们只能在两点上相交。由于其中的一个点通常是一个不可能的方位，要么远远高于地球表面，要么过低，是哪个点非常好判断，这个点就标志着接收器的方位。
那么大家都知道，GPS需要至少四颗卫星来定位，那这第四颗卫星是怎么回事呢？
无线电波以每秒30万公里传输，从卫星发射信号到接收机收到信号，只需要大概0.06秒。如果接收机的时间精度是百万分之一秒，那么折算出来的距离误差就是300000000/100000000=300米。
第四颗卫星的信号实际上是提供时间基准，给GPS接收机用来计算接收机距离其他三颗卫星的距离：有了时间基准，接收机就可以测量从其他三颗卫星到达接收机的时间，然后把时间转换成距离。
GPS定位的误差可能会有几十米，这就导致了高架桥里导航常常会出错。比如在高架桥上时，GPS说右转，而实际上右边根本没有右转出口，这主要是GPS无法判断你是桥上还是桥下而造成的错误导航，因为一般高架桥上下两层的高度都会有几米到十几米的距离了，而GPS的误差可能会有几十米。
气压传感器主要用来测量气体的压强大小，其中一个大气压量程的气压传感器通常用来测量天气的变化和利用气压和海拔高度的对应关系用于海拔高度的测量。
高精度气压传感器一般是利用MEMS技术在单晶硅片上加工出真空腔体和惠斯登电桥，惠斯登电桥桥臂两端的输出电压与施加的压力成正比，经过温度补偿和校准后具有体积小，精度高，响应速度快，不受温度变化影响的特点。输出方式一般为模拟电压输出和数字信号输出两种，其中数字信号输出方式由于和单片机连接方便，是市场上的主流。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于气压传感的车辆导航系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
基于气压传感的车辆导航系统，包含用户输入模块、控制模块、GPS定位模块、气压传感器、发射模块、接收模块、存储模块和显示模块；
所述控制模块分别和用户输入模块、GPS定位模块、气压传感器、发射模块、接收模块、存储模块、显示模块相连；
所述用户输入模块用于输入用户的导航请求信息；
所述GPS定位模块用于定位车辆的坐标，并将其传递给所述控制模块；
所述气压传感器用于获取车辆所在地的气压值，并将其传递给所述控制模块；
所述发射模块用于将用户导航请求信息发送给导航服务器；
所述接收模块用于接收导航服务器的规划信息；
所述存储模块用于存储地图数据；
所述显示模块用于显示导航画面；
所述控制模块包含判断单元、高度计算单元、本地导航处理单元、远程导航处理单元和显示控制单元；
所述判断单元用于判断能否根据存储模块中存储的地图数据对用户输入的导航请求信息进行导航规划；
所述高度计算单元用于在汽车处于高架上时，根据气压传感器的感应结果计算汽车所处的高度，并将其传递给所述本地导航处理单元和远程导航处理单元；
所述本地导航处理单元用于在所述判断单元判定结果为肯定时，根据存储模块中存储的地图数据、并结合汽车所处的高度和坐标对用户输入的导航请求信息进行导航规划，并将规划结果发送给所述显示控制单元；
所述远程导航处理单元用于在所述判断单元判定结果为否定时，将用于输入的导航请求信息以及汽车所处的高度和坐标发送给导航服务器，接收导航服务器的规划结果并将其传递给所述显示控制单元；
所述显示控制单元用于显示接收到的规划结果。
作为本发明基于气压传感的车辆导航系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用AVR系列单片机。
作为本发明基于气压传感的车辆导航系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用Atmega168PA单片机。
作为本发明基于气压传感的车辆导航系统进一步的优化方案，所述所述存储模块采用SDRAM。
作为本发明基于气压传感的车辆导航系统进一步的优化方案，所述存储模块的型号为K4S561632。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.结构简单，使用方便；
2.在汽车经过高架桥时，精确定位汽车位置，不会出现错误导航的现象；
3.尽量采用本地导航的方式，以远程导航的方式作为补充，响应速度更快。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明公开了一种基于气压传感的车辆导航系统，包含用户输入模块、控制模块、GPS定位模块、气压传感器、发射模块、接收模块、存储模块和显示模块；
所述控制模块分别和用户输入模块、GPS定位模块、气压传感器、发射模块、接收模块、存储模块、显示模块相连；
所述用户输入模块用于输入用户的导航请求信息；
所述GPS定位模块用于定位车辆的坐标，并将其传递给所述控制模块；
所述气压传感器用于获取车辆所在地的气压值，并将其传递给所述控制模块；
所述发射模块用于将用户导航请求信息发送给导航服务器；
所述接收模块用于接收导航服务器的规划信息；
所述存储模块用于存储地图数据；
所述显示模块用于显示导航画面；
所述控制模块包含判断单元、高度计算单元、本地导航处理单元、远程导航处理单元和显示控制单元；
所述判断单元用于判断能否根据存储模块中存储的地图数据对用户输入的导航请求信息进行导航规划；
所述高度计算单元用于在汽车处于高架上时，根据气压传感器的感应结果计算汽车所处的高度，并将其传递给所述本地导航处理单元和远程导航处理单元；
所述本地导航处理单元用于在所述判断单元判定结果为肯定时，根据存储模块中存储的地图数据、并结合汽车所处的高度和坐标对用户输入的导航请求信息进行导航规划，并将规划结果发送给所述显示控制单元；
所述远程导航处理单元用于在所述判断单元判定结果为否定时，将用于输入的导航请求信息以及汽车所处的高度和坐标发送给导航服务器，接收导航服务器的规划结果并将其传递给所述显示控制单元；
所述显示控制单元用于显示接收到的规划结果。
所述控制模块的处理器采用AVR系列单片机，优先采用Atmega168PA单片机。
所述所述存储模块采用SDRAM，型号为K4S561632。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于气压传感的车辆导航系统，其特征在于，包含用户输入模块、控制模块、GPS定位模块、气压传感器、发射模块、接收模块、存储模块和显示模块；
所述控制模块分别和用户输入模块、GPS定位模块、气压传感器、发射模块、接收模块、存储模块、显示模块相连；
所述用户输入模块用于输入用户的导航请求信息；
所述GPS定位模块用于定位车辆的坐标，并将其传递给所述控制模块；
所述气压传感器用于获取车辆所在地的气压值，并将其传递给所述控制模块；
所述发射模块用于将用户导航请求信息发送给导航服务器；
所述接收模块用于接收导航服务器的规划信息；
所述存储模块用于存储地图数据；
所述显示模块用于显示导航画面；
所述控制模块包含判断单元、高度计算单元、本地导航处理单元、远程导航处理单元和显示控制单元；
所述判断单元用于判断能否根据存储模块中存储的地图数据对用户输入的导航请求信息进行导航规划；
所述高度计算单元用于在汽车处于高架上时，根据气压传感器的感应结果计算汽车所处的高度，并将其传递给所述本地导航处理单元和远程导航处理单元；
所述本地导航处理单元用于在所述判断单元判定结果为肯定时，根据存储模块中存储的地图数据、并结合汽车所处的高度和坐标对用户输入的导航请求信息进行导航规划，并将规划结果发送给所述显示控制单元；
所述远程导航处理单元用于在所述判断单元判定结果为否定时，将用于输入的导航请求信息以及汽车所处的高度和坐标发送给导航服务器，接收导航服务器的规划结果并将其传递给所述显示控制单元；
所述显示控制单元用于显示接收到的规划结果。
2.根据权利要求1所述的基于气压传感的车辆导航系统，其特征在于，所述控制模块的处理器采用AVR系列单片机。
3.根据权利要求2所述的基于气压传感的车辆导航系统，其特征在于，所述控制模块的处理器采用Atmega168PA单片机。
4.根据权利要求1所述的基于气压传感的车辆导航系统，其特征在于，所述所述存储模块采用SDRAM。
5.根据权利要求4所述的基于气压传感的车辆导航系统，其特征在于，所述存储模块的型号为K4S561632。
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