CN108919327A - 提高obd盒子定位精度的方法 - Google Patents

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    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/48Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system

Abstract

本发明提供了一种提高OBD盒子定位精度的方法,包含以下步骤对GPS装置提供的数据进行解析得到GPS装置的信息;在汽车定位开始时,在GPS装置的信息满足预定条件时,将某一时刻GPS装置提供的地理位置信息作为基点,同时开启辅助定位,辅助定位的方法为:实时获取汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向,并根据基点的地理位置信息计算得到实时的汽车的地理位置信息;根据GPS装置的搜星颗数和收到卫星的星强判断GPS装置的信号强弱;若信号强,则汽车定位时采用GPS装置定位,若信号弱,则汽车定位时采用辅助定位,因此本发明在GPS信号强度弱时能够采用辅助定位方式进行定位,从而使得汽车定位精度高。

Description

提高OBD盒子定位精度的方法
技术领域
本发明属于汽车导航定位技术领域,具体涉及一种提高OBD盒子定位精度的方法。
背景技术
一般情况下,汽车的OBD接口都设置在汽车的仪表盘下方,而汽车的仪表盘处有很多遮挡,从而使得接收到的GPS信号不是很好。如果汽车的行驶环境是高楼林立的城区或者是植被茂密的林区,或者在高架桥下,那么多路径效应会特别明显,导致GPS基本上失锁,定位不上。多路径效应指GPS接收机所收到GPS信号经由建筑物、水面或其它反射物表面反射抵达接收机天线的干扰信号。经反射的信号路径增长了,其伪距存在系统偏差,致使定位结果不准。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种在GPS信号强度弱时能够采用辅助定位方式进行定位,从而提高OBD盒子定位精度的提高OBD盒子定位精度的方法。
本发明提供了一种提高OBD盒子定位精度的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,对GPS装置提供的数据进行解析得到GPS装置的搜星颗数和GPS装置收到的卫星的星强;
步骤2,在汽车定位开始时,在GPS装置的搜星颗数、GPS装置收到的卫星的星强、GPS装置所处的定位模式满足预定条件时,将某一时刻GPS装置提供的地理位置信息作为基点,同时开启辅助定位,辅助定位的方法为:实时获取汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向,根据基点的地理位置信息、汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向基于预定规则得到实时的汽车的地理位置信息;
步骤3,根据GPS装置的搜星颗数和GPS装置对收到的卫星的星强判断GPS装置的信号强弱;
步骤4,根据GPS装置的信号强弱确定汽车定位时选用GPS装置提供的地理位置信息或是辅助定位计算得到的地理位置信息,若GPS装置信号强,则汽车定位时采用GPS装置提供的地理位置信息,若GPS装置信号弱,则汽车定位时采用辅助定位计算得到的地理位置信息。
进一步,在本发明提供的提高OBD盒子定位精度的方法中,还可以具有这样的特征:其中,判断GPS装置的信号强弱的标准为:若GPS装置的搜星数大于等于5,或者有两颗以上的卫星的星强大于35,则GPS装置的信号强,否则,GPS装置的信号弱。
进一步,在本发明提供的提高OBD盒子定位精度的方法中,还可以具有这样的特征:其中,在汽车定位开始时,若GPS装置连续10秒的搜星数大于等于6,且有3颗以上的卫星的星强大于35,且GPS装置处于3D定位模式,以GPS装置第10秒定位的地理位置信息为基点。
进一步,在本发明提供的提高OBD盒子定位精度的方法中,还可以具有这样的特征:其中,还包括对基点进行自校准,对基点进行自矫正的方法为:在汽车开启辅助定位后,若GPS装置连续10秒的搜星数大于等于6,且有4颗以上的卫星的星强大于35,且GPS装置处于3D定位模式,则以GPS装置装置提供的地理位置信息作为新的基点。
进一步,在本发明提供的提高OBD盒子定位精度的方法中,还可以具有这样的特征:其中,根据基点的地理位置信息、汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向得到实时的汽车的地理位置信息的方法如下:
根据汽车转动的角度、汽车的速度和汽车速度的方向计算得到汽车在三轴方向上的速率分量;
根据汽车在三轴方向上的速率分量通过积分计算实时的汽车在三轴方向的位移变化;
根据基点的地理位置信息和汽车在三轴方向的位移变化得到汽车的地理位置信息。
进一步,在本发明提供的提高OBD盒子定位精度的方法中,还可以具有这样的特征:其中,汽车转动的角度的计算方法为:根据加速度传感器和陀螺仪采集的数据采用互补滤波算法计算得到汽车转动的角度。
进一步,在本发明提供的提高OBD盒子定位精度的方法中,还可以具有这样的特征:其中,获取汽车的车速的方法为:
通过OBD盒子从OBD接口通过CAN总线获取非驱动轮的转速,根据非驱动轮的转速和非驱动轮的外径计算得到汽车的车速。
进一步,在本发明提供的提高OBD盒子定位精度的方法中,还可以具有这样的特征:其中,汽车速度的方向的确定方法为:
在汽车处于运动状态时,若GPS装置信号强,则采用GPS装置提供的航向信息来确定汽车速度的方向,若GPS装置信号弱,则根据电子罗盘的信息来确定汽车速度的方向;
在汽车处于静止状态时,根据电子罗盘的信息来确定汽车速度的方向。
本发明的优点如下:
根据本发明所涉及的提高OBD盒子定位精度的方法,同时采用GPS装置获取汽车的地理位置信息和辅助定位计算汽车的地理位置信息,通过GPS装置信号的强弱选择汽车定位时选择哪种方式得到的地理位置信息,在GPS装置信号强时,采用GPS装置的定位信息进行定位,在GPS装置信号弱时,采用辅助定位计算的地理位置信息进行定位,而辅助定位的方法为:实时获取汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向,根据基点的地理位置信息、汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向基于预定规则得到实时的汽车的地理位置信息,而汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向是通过硬件采集相应信息计算得到的,不会出现因遮挡而导致的信号不好,因此,本发明的提高OBD盒子定位精度的方法在GPS信号强度弱时能够采用辅助定位方式计算得到的地理位置信息,汽车定位精度高。
附图说明
图1是本发明中实施该方法的硬件结构图;
图2是本发明中提高OBD盒子定位精度的方法的流程图;
图3是本发明中采用加速度传感器和陀螺仪计算汽车转动的角度的互补滤波算法逻辑图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,以下实施例结合附图对本发明提高OBD盒子定位精度的方法作具体阐述。
如图1所示,采用提高OBD盒子定位精度的方法进行定位需要的设备包括:汽车电源10、主芯片40、OBD芯片20、GPS芯片30、加速度传感器60、陀螺仪70、电子罗盘50。汽车电源10用于为整个系统提供电能。OBD芯片20与主芯片40连接,OBD芯片用于获取汽车的车轮的转速并计算得到汽车的车速,然后把汽车的车速发送给主芯片40,在本实施例中,采用STN1170的OBD芯片。GPS芯片30与主芯片40连接,GPS芯片30用于获取卫星的星强、星号、卫星数、定位模式,然后将获取的信息发送给主芯片40,在本实施例中,采用UBLOX的8代GPS芯片。加速度传感器60和陀螺仪70均与主芯片40连接,主芯片40通过加速度传感器60和陀螺仪70获取的数据计算汽车转动的角度,在本实施例中,采用博世的BMI160的陀螺仪,MMA253的加速度传感器。电子罗盘50与主芯片40连接,电子罗盘50用于获取汽车行驶的方向,然后将数据发送给主芯片40,在本实施例中,采用BMC150的电子罗盘。主芯片40对获取的数据按照本发明以下叙述的方法进行处理,从而确定汽车的地理位置信息,并将确定的地理位置信息上报至后台,汽车定位时采用确定的地理位置信息。在本实施例中,采用MTK的MT6223D的主芯片,该型号的主芯片包含GSM功能。
如图2所示,提高OBD盒子定位精度的方法包含:
步骤S1,对GPS装置提供的数据进行解析得到GPS装置的信息,该信息至少包含GPS装置的搜星颗数、GPS装置收到的卫星的星强(即CN值)、GPS装置所处的定位模式,在本实施例中,解析得到的GPS装置的信息还包含GPS装置接收到的卫星的星号。GPS装置用于与卫星建立通讯,接收卫星信号。主芯片根据GPS装置提供的数据得到GPS装置接收到的卫星的星强和星号,接收到的卫星的颗数、GPS装置的定位模式等信息。
步骤2,汽车定位开始时,在GPS装置的搜星颗数、GPS装置收到的卫星的星强、GPS装置所处的定位模式满足预定条件时,将某一时刻GPS装置提供的地理位置信息作为基点,同时开启辅助定位,开启辅助定位即开启陀螺仪、加速度传感器、电子罗盘、OBD芯片开始获取非驱动轮的转速并计算出汽车的车速。辅助定位的方法为:实时获取汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向,根据基点的地理位置信息、汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向基于预定规则得到实时的汽车的地理位置信息。
在本实施例中,上述预定条件为GPS装置连续10秒的搜星数大于等于6,且有3颗以上的卫星的星强大于35,且GPS装置处于3D定位模式。确定基点的方法为:在汽车定位开始时,若GPS装置连续10秒的搜星数大于等于6,且有3颗以上的卫星的星强大于35,且GPS装置处于3D定位模式,以GPS装置第10秒定位的地理位置信息为基点。
最优的,提高OBD盒子定位精度的方法还包括对基点进行自校准,在汽车开启辅助定位后,若GPS装置连续10秒的搜星数大于等于6,且有4颗以上的卫星的星强大于35,且GPS装置处于3D定位模式,则以GPS装置装置提供的地理位置信息作为新的基点。即基点在GPS装置满足上述条件时可更新,可以是实时更新,也可以是GPS装置在满足上述条件的时间段里间隔一定时间更新一次,比如间隔2秒更新一次。对基点进行更新后,使得采用辅助定位计算得到的地理位置信息更准确。
在本实施例中,获取汽车的车速的方法为:通过OBD盒子从OBD接口通过CAN总线获取非驱动轮的转速,根据非驱动轮的转速和非驱动轮的外径计算得到汽车的速度。
v=π*d*Rev
其中,v为汽车的车速,π为,d为非驱动轮的外径,Rev为非驱动轮的转速。获取非驱动轮的转速是为了避免汽车在一些路段,由于驱动轮陷入地面一直空转,而汽车的实际车速为0。汽车的车速是通过OBD芯片计算,OBD芯片将计算得到的汽车的车速发送给主芯片。
在本实施例中,汽车转动的角度的计算方法为:根据加速度传感器和陀螺仪采集的数据采用互补滤波算法计算得到汽车转动的角度。汽车转动的角度为汽车在三轴方向转动角度的矢量和。三轴分别为经纬度方向和高度方向。
互补滤波算法如图2所示,先通过加速度传感器计算得到的角度和上一次融合后得到的角度再乘以一个比例系数(比例系数和各传感器的可信度以及系统MCU的频率有关),对陀螺仪的角速度进行修改后再积分,这样可以有效的抑制加速度传感器和陀螺仪的偏差。
在本实施例中,汽车速度的方向的确定方法为:
在汽车处于运动状态时,若GPS装置信号强,则采用GPS装置提供的航向信息来确定汽车速度的方向,若GPS装置信号弱,则根据电子罗盘的信息来确定汽车速度的方向。当GPS装置信号弱时,根据GPS装置提供的航向信息来确定汽车速度的方向不一定准确,因此,需要根据电子罗盘的信息来确定汽车速度的方向,从而提高确定汽车车速方向的准确性。
在汽车处于静止状态时,根据电子罗盘的信息来确定汽车速度的方向。因为此种情况,无论GPS装置信号强或弱,GPS装置均无法给出航行信息。
在本实施例中,根据基点的地理位置信息、汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向得到实时的汽车的地理位置信息的方法如下:
步骤S2-1,根据汽车转动的角度、汽车的速度和汽车速度的方向计算得到汽车在三轴方向上的速率分量。三轴分别为经纬度方向和高度方向。
步骤S2-2,根据汽车在三轴方向上的速率分量通过积分计算实时的汽车在三轴方向的位移变化。假设基点为T0时刻,计算T1时刻时汽车在三轴方向的位移的公式为:
其中,Vx为汽车在经度方向上的速率,Sx为从T0时刻到T1时刻汽车在经度方向上的位移,Vy为汽车在纬度方向上的速率,Sy为从T0时刻到T1时刻汽车在纬度方向上的位移,Vz为汽车在高度方向上的速率,Sz为从T0时刻到T1时刻汽车在纬度方向上的位移。
步骤S2-3,根据基点的地理位置信息和汽车在三轴方向的位移变化得到汽车的地理位置信息。将汽车在三轴方向上的位移变化转换为在经纬度和海拔高度的变化量,在基点的地理位置信息的基础上加上汽车在经纬度和海拔高度的变化量即可得到汽车在T1时刻的地理位置坐标。
步骤S3,根据GPS装置的搜星颗数和GPS装置收到的卫星的星强判断GPS装置的信号强弱。在本实施例中,若GPS装置接收到的卫星颗数大于等于5颗,或者有两颗以上的卫星的星强大于35,则说明GPS装置的信号强,否则,则认定GPS装置的信号弱。
步骤4,根据GPS装置的信号强弱确定汽车定位时选用GPS装置提供的地理位置信息或是辅助定位计算得到的地理位置信息,若GPS装置信号强,则汽车定位时采用GPS装置提供的地理位置信息,此时辅助定位计算同时在进行,只是在该种情况下不采用辅助定位计算出来的地理位置信息。若GPS装置信号弱,则汽车定位时采用辅助定位计算得到的地理位置信息,此时,GPS装置仍在进行定位,在该种情况下,GPS装置定位的信息不准确,不采用该定位信息。
上述实施方式为本发明的优选案例,并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种提高OBD盒子定位精度的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,对GPS装置提供的数据进行解析得到GPS装置的搜星颗数、GPS装置收到的卫星的星强、GPS装置所处的定位模式;
步骤2,汽车定位开始时,在GPS装置的搜星颗数、GPS装置收到的卫星的星强、GPS装置所处的定位模式满足预定条件时,将某一时刻GPS装置提供的地理位置信息作为基点,同时开启辅助定位,辅助定位的方法为:实时获取汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向,根据基点的地理位置信息、汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向基于预定规则得到实时的汽车的地理位置信息;
步骤3,根据GPS装置的搜星颗数和GPS装置对收到的卫星的星强判断GPS装置的信号强弱;
步骤4,根据GPS装置的信号强弱确定汽车定位时选用GPS装置提供的地理位置信息或是辅助定位计算得到的地理位置信息,若GPS装置信号强,则汽车定位时采用GPS装置提供的地理位置信息,若GPS装置信号弱,则汽车定位时采用辅助定位计算得到的地理位置信息。
2.根据权利要求1所述的提高OBD盒子定位精度的方法,其特征在于:
判断GPS装置的信号强弱的标准为:若GPS装置的搜星数大于等于5,或者有两颗以上的卫星的星强大于35,则GPS装置的信号强,否则,GPS装置的信号弱。
3.根据权利要求1所述的提高OBD盒子定位精度的方法,其特征在于:
确定基点的方法为:在汽车定位开始时,若GPS装置连续10秒的搜星数大于等于6,且有3颗以上的卫星的星强大于35,且GPS装置处于3D定位模式,以GPS装置第10秒定位的地理位置信息为基点。
4.根据权利要求1所述的提高OBD盒子定位精度的方法,其特征在于,还包括:
对基点进行自校准,对基点进行自矫正的方法为:在汽车开启辅助定位后,若GPS装置连续10秒的搜星数大于等于6,且有4颗以上的卫星的星强大于35,且GPS装置处于3D定位模式,则以GPS装置装置提供的地理位置信息作为新的基点。
5.根据权利要求1所述的提高OBD盒子定位精度的方法,其特征在于:
根据基点的地理位置信息、汽车的车速、汽车转动的角度、汽车速度的方向得到实时的汽车的地理位置信息的方法如下:
根据汽车转动的角度、汽车的速度和汽车速度的方向计算得到汽车在三轴方向上的速率分量;
根据汽车在三轴方向上的速率分量通过积分计算实时的汽车在三轴方向的位移变化;
根据基点的地理位置信息和汽车在三轴方向的位移变化得到汽车的地理位置信息。
6.根据权利要求1所述的提高OBD盒子定位精度的方法,其特征在于:
汽车转动的角度的计算方法为:根据加速度传感器和陀螺仪采集的数据采用互补滤波算法计算得到汽车转动的角度。
7.根据权利要求1所述的提高OBD盒子定位精度的方法,其特征在于:
获取汽车的车速的方法为:
通过OBD盒子从OBD接口通过CAN总线获取非驱动轮的转速,根据非驱动轮的转速和非驱动轮的外径计算得到汽车的车速。
8.根据权利要求1所述的提高OBD盒子定位精度的方法,其特征在于:
汽车速度的方向的确定方法为:
在汽车处于运动状态时,若GPS装置信号强,则采用GPS装置提供的航向信息来确定汽车速度的方向,若GPS装置信号弱,则根据电子罗盘的信息来确定汽车速度的方向;
在汽车处于静止状态时,根据电子罗盘的信息来确定汽车速度的方向。
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