CN112902949A - 一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置 - Google Patents

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钱文斌
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Abstract

本发明公开一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，包括主控MCU，精密微型MEMS IMU传感器模块，高精度GNSS模块，电源模块以及多个用户接口，所述精密微型MEMS IMU传感器模块，高精度GNSS模块，以及多个用户接口均与主控MCU电性连接，电源模块为主控MCU，精密微型MEMS IMU传感器模块，高精度GNSS模块，以及多个用户接口供电，本发明的有益效果是：本发明采用高性能、高主频的Cotex‑M7的内核主控MCU，外围电路简单，替代了以往的复杂型设计的ARM级高端芯片，节约成本以及PCB板面积，同时采用自动驾驶领域内的远程控制系统，获取基准站的差分信息，以此提高组合导航系统的定位精度，同时提供多个用户接口，用户可以随意的选择，提高产品兼容性。

Description

一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置
技术领域
本发明涉及组合导航系统技术领域，尤其涉及一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置。
背景技术
在自动驾驶领域内的定位装置，组合导航系统当前市场上都是体积较大，不易安装在乘用车内，同时，也是内置了通讯模块获取基准站的差分数据，然而自动驾驶大系统里面，是包含远程上网功能的，内置的通讯模块可以获取基准站的差分数据，在将差分数据通过用户接口输入给组合导航系统，因此，当前的组合导航系统内的远程通信模块是不需要的，同时主控MCU使用的是高频额Cortex-M7，并没有使用AMR9或者Cortex-A7等高端CPU，这类高端CPU，需要大量的外围器件，如PMIC电源管理芯片、DDR3、nor flash等，起到很大的节约成本，以及减小PCB板的设计复杂度，使得组合导航系统低成本、体积小巧、轻便、易于安装。
为解决组合导航系统装置体积大，成本高，不易安装在乘用车内,接口数量少，不能满足系统要求，存储空间小，针对上述问题，提出了一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，用以解决上述所提出的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置。
本发明提出的一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，包括主控MCU，精密微型MEMS IMU传感器模块，高精度GNSS模块，电源模块以及多个用户接口，所述精密微型MEMSIMU传感器模块，高精度GNSS模块，以及多个用户接口均与主控MCU电性连接，电源模块为主控MCU，精密微型MEMS IMU传感器模块，高精度GNSS模块，以及多个用户接口供电。
进一步的，所述多个用户接口包括：CAN收发器接口，RS232数据接口，RS422接口，RJ45网络接口，用户可以选择任一接口与自动驾驶系统进行数据通讯，外部通讯模组获取到基准站坐标信息的差分信号，通过任一接口，都可以输入到组合导航系统，提高GNSS模块的位置精度。
进一步的，所述主控MCU采用意法半导体公司的高性能系列STM32H743系列作为主控制器，Cortex-M7内核32位RISC核心操作系统，主频达到400MHz。
进一步的，所述自动驾驶系统通过数据接口连接，获取远程基准站的差分数据，本装置无远程通信模块，通过接口来连接自动驾驶系统的远程通信模块。
进一步的，所述主控MCU具有2MB的flash闪存，1MB的RAM，接口资源非常丰富(UART/SPI/IIC/ADC/CAN等)满足系统要求，所述主控MCU的2MB flash闪存，使其代码有大量的存储空间，不像ARM平台，需要外扩存储器存储代码，另外，MCU片上的1MB RAM缓存，使其代码运行有足够的缓存，不在需要外扩连接缓存器，组合导航系统的成本下降。
进一步的，所述精密微型MEMS IMU传感器模块包括一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度，用来测量载体的运动加速度和偏转、倾斜时的转动角速度，外形体积小，便于安装在组合导航系统中。
进一步的，所述高精度GNSS模块，多频GNSS模块，提供厘米级的位置精度，将精确的位置信息数据通过串口输出给主控MCU处理。
本发明的有益效果是：本发明采用高性能、高主频的Cotex-M7的内核主控MCU，外围电路简单，替代了以往的复杂型设计的ARM级高端芯片，节约成本以及PCB板面积，同时采用自动驾驶领域内的远程控制系统，获取基准站的差分信息，以此提高组合导航系统的定位精度，同时提供多个用户接口，用户可以随意的选择，提高产品兼容性。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是本发明中的系统框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
如图1-2所示，一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，包括主控MCU，精密微型MEMS IMU传感器模块，高精度GNSS模块，电源模块以及多个用户接口，所述精密微型MEMSIMU传感器模块，高精度GNSS模块，以及多个用户接口均与主控MCU电性连接，电源模块为主控MCU，精密微型MEMS IMU传感器模块，高精度GNSS模块，以及多个用户接口供电。
本发明中，所述多个用户接口包括：CAN收发器接口，RS232数据接口，RS422接口，RJ45网络接口，用户可以选择任一接口与自动驾驶系统进行数据通讯，外部通讯模组获取到基准站坐标信息的差分信号，通过任一接口，都可以输入到组合导航系统，提高GNSS模块的位置精度。
本发明中，所述主控MCU采用意法半导体公司的高性能系列STM32H743系列作为主控制器，Cortex-M7内核32位RISC核心操作系统，主频达到400MHz。
本发明中，所述自动驾驶系统通过数据接口连接，获取远程基准站的差分数据，本装置无远程通信模块，通过接口来连接自动驾驶系统的远程通信模块。
本发明中，所述主控MCU具有2MB的flash闪存，1MB的RAM，接口资源非常丰富(UART/SPI/IIC/ADC/CAN等)满足系统要求，所述主控MCU的2MB flash闪存，使其代码有大量的存储空间，不像ARM平台，需要外扩存储器存储代码，另外，MCU片上的1MB RAM缓存，使其代码运行有足够的缓存，不在需要外扩连接缓存器，组合导航系统的成本下降。
本发明中，所述精密微型MEMS IMU传感器模块包括一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度，用来测量载体的运动加速度和偏转、倾斜时的转动角速度，外形体积小，便于安装在组合导航系统中。
本发明中，所述高精度GNSS模块，多频GNSS模块，提供厘米级的位置精度，将精确的位置信息数据通过串口输出给主控MCU处理。
工作原理：本发明通过CAN接口和RS232接口分别与乘用车的自动驾驶领域系统的CAN接口和RS232接口相连接，RS232接口用于连接自动驾驶系统的远程通信模块，获取基准站的差分数据，并将差分数据送入主控MCU做数据处理，同时，与本装置内置的GNSS模块的定位数据同步进行融合解算，另外，主控MCU实时的读取IMU传感器的数据，将以上三者数据再次融合，进行算法库的解算，以此获得高精度的定位信息，将解算后的结果通过CAN接口输出给自动驾驶系统。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，包括主控MCU，精密微型MEMSIMU传感器模块，高精度GNSS模块，电源模块以及多个用户接口，其特征在于，所述精密微型MEMSIMU传感器模块，高精度GNSS模块，以及多个用户接口均与主控MCU电性连接，电源模块为主控MCU，精密微型MEMSIMU传感器模块，高精度GNSS模块，以及多个用户接口供电。
2.根据权利要求1所述的一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，其特征在于，所述多个用户接口包括：CAN收发器接口，RS232数据接口，RS422接口，RJ45网络接口。
3.根据权利要求1所述的一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，其特征在于，所述主控MCU采用意法半导体公司的高性能系列STM32H743系列作为主控制器，Cortex-M7内核32位RISC核心操作系统，主频达到400MHz。
4.根据权利要求1所述的一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，其特征在于，所述自动驾驶系统通过数据接口连接，获取远程基准站的差分数据。
5.根据权利要求1所述的一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，其特征在于，所述主控MCU具有2MB的flash闪存，1MB的RAM，接口资源非常丰富(UART/SPI/IIC/ADC/CAN等)满足系统要求。
6.根据权利要求1所述的一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，其特征在于，所述精密微型MEMSIMU传感器模块包括一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度。
7.根据权利要求1所述的一种小巧轻便低成本的组合导航系统装置，其特征在于，所述高精度GNSS模块，多频GNSS模块，提供厘米级的位置精度。
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