CN201163193Y - 车辆连续定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车导航定位技术领域，为一种车辆连续定位系统，包括GPS接收机、航位推算模块、嵌入式计算机和显示模块，GPS接收机与航位推算模块的输出与嵌入式计算机连接，嵌入式计算机输出的位置信息送至显示模块。它将GPS定位与航位推算技术结合，克服了GPS定位信号遮断和航位推算误差积累的技术问题，具有连接精确定位的优点。

Description

车辆连续定位系统

技术领域

本实用新型涉及一种汽车导航定位系统。

背景技术

近年来，随着微电子技术的发展，使得GPS接收机的价格大幅下降，越来越多的汽车拥有了GPS导航定位功能，它通过准确定位车辆的位置，为人们的行车带来方便。但是，GPS是一种无线卫星导航系统，为发挥其正常功能，它需要对卫星具有直接可观测能力，而在城市环境中，由于隧道、桥梁、高楼等各式各样建筑物的遮挡，GPS信号时有时无，导致无法对车辆进行连续可靠的定位。为克服GPS信号的遮挡问题，需要将GPS系统与其他导航系统进行组合以获得较好的性能。而航位推算(DR)是一种自主式的导航定位系统，信号有效性不受外界影响，在短时间内能保持较高精度，但误差随推算过程而累加。因此这两种定位技术都有其优缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够连续定位，并能保证定位精度的车辆连续定位系统。

本实用新型所采用的技术方案是：车辆连续定位系统包括GPS接收机1、航位推算模块2、嵌入式计算机3和显示模块4，其中：GPS接收机1与航位推算模块2的输出与嵌入式计算机3连接，嵌入式计算机3输出的位置信息送至显示模块4。

所述GPS接收机1采用iTrax02型，

所述航位推算模块2包括电子罗盘和电子里程表，其中电子罗盘采用ZCC212N型，

所述嵌入式计算机采用EPC-300(U7)型，它通过串口与GPS接收机iTrax02和电子罗盘ZCC212N连接，通过I/O口与电子里程表连接，

所述显示模块采用MCG12864A8-3型LCD，通过并口与嵌入式计算机EPC-300(U7)连接。

本实用新型的积极效果是：

本实用新型采用GPS和航位推算相结合的方式，具有定位快速、准确、结构简单易实现等特点。航位推算系统由测量车速的测速传感器和测量航向角的角度传感器构成。测速传感器有里程表、加速度计等，而测量航向角的传感器有电子罗盘、差动里程仪、角速率陀螺仪等。当知道了车辆在t时刻的位置后，就可以根据传感器测得的车辆t时刻的速度和航向，计算出车辆在t+1时刻的位置，因此航位推算的计算量非常小，可以保证车辆的快速定位。航位推算的缺点是它是一个累加的过程，会把各个时刻的各种误差累加起来，随着时间的推移，其定位精度越来越差。而结合GPS后，可以利用GPS精确定位结果对航位推算系统进行初始化，通过给出准确的初始位置，减小误差的积累。因此当GPS信号失效时，可以切换到航位推算系统，在短时间代替GPS进行导航定位；当GPS有效后，切换回GPS精确定位，并对航位推算系统进行初始化，以较少误差的积累。

GPS定位和DR定位有很强的互补性，因此通过二者的结合使用，可以互相取长补短，实现车辆的连续可靠定位。

附图说明

图1为本实用新型结构原理图

图2为具体型号芯片的连接图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型的结构原理图如图1，车辆连续定位系统包括GPS接收机1、航位推算模块2、嵌入式计算机3和显示模块4，其中：GPS接收机1与航位推算模块2的输出与嵌入式计算机3连接，嵌入式计算机3输出的位置信息送至显示模块4。

所述GPS接收机1采用iTrax02型。

所述航位推算模块2包括电子罗盘和电子里程表，其中电子罗盘采用ZCC212N型。

所述嵌入式计算机采用EPC-300(U7)型，它通过串口与GPS接收机iTrax02和电子罗盘ZCC212N连接，通过I/O口与电子里程表连接。所述显示模块采用MCG12864A8-3型LCD，通过并口与嵌入式计算机EPC-300(U7)连接。

GPS接收机接收GPS信号，将地理位置信息传给嵌入式计算机；航位推算模块负责测量车辆当前的速度值和方向角，并将数据传给嵌入式计算机；当GPS信号有效时，嵌入式计算机根据GPS传来的车辆的地理位置信息，进行电子地图匹配、导航路线计算等一系列的处理，然后将结果送到显示模块进行显示；当GPS信号由于遮挡等原因失效时，嵌入式计算机根据航位推算模块传来的速度值和方向角，推算出车辆当前所在的地理位置，然后利用此地理位置信息进行电子地图匹配、导航路线计算等处理。

航位推算根据前一时刻车辆的位置，推算下一时刻的位置，因此它是一个误差累加的过程，推算持续的时间越长，次数越多，那么产生的误差也就越大。因此，当GPS信号重新恢复后，系统将重新使用GPS数据进行工作，并且使用GPS的定位结果对航位推算系统进行初始化，减小误差的积累。

具体型号芯片的连接图如图2所示，本系统的GPS接收机选用的是FastraX的iTrax02，iTrax02是世界上体积最小的嵌入式GPS OEM板，休眠时功耗仅80uW，连续导航时不超过110mW，并且其从休眠到导航定位仅8秒钟，具有极快的信号获取引擎。特别适用于PDA、手持机等掌上设备。从iTrax02的接口来看，其自带2个UART接口，可接收NMEA0183格式的数据和二进制的iTack格式数据，其中iTack数据可输出伪短值、星历值和其他一些原始数据。为方便产品设计，iTrax02上还带有16路的GPIO和SPI接口，可方便地对其进行控制和扩展存储空间。iTrax02内嵌8M bit的Flash，可用于存储中间定位数据，并为应用提供极高的精度。

本系统的航位推算模块由电子罗盘和里程表构成。电子罗盘选用的是ZCC212N，它是低成本的平面数字罗盘模块，功耗小(＜＝30mA)，体积小(22*22mm)，以RS232方式与上位机通信，并具有标定功能，能够在任意地点得到准确的方位角，还具有安装角和磁偏角补偿功能，可适应不同的工作环境。里程表使用汽车自身的电子式里程表。

本系统使用的嵌入式计算机为深嵌入式卡片型计算机EPC-300(U7)，包括中央处理器CPU、内存芯片、基本输入输出系统BIOS、时钟产生器、网络控制器、FLASH控制器、FLASH存储器及电源管理模块。其特征在于：所述中央处理器CPU为Sis55x型，所述内存芯片为K4S561632D，所述基本输入输出系统BIOS为W29C020芯片，所述时钟产生器为ICS951901芯片，所述网络控制器为RTL8100芯片，所述FLASH控制器为S3C49F9X芯片，所述FLASH存储器为K9K1G08芯片，所述电源管理模块包括电源芯片TPS54316和TPS54313；且将上述器件集成在一块板上；整个计算机具有专用的总线输出，通过5个60针专用插座引出，其中包括外围组件互连PCI总线接口、集成设备电路IDE总线接口和低数引脚连接LPC总线接口以及串口(4路)、并口、通用输入输出GPIO接口(8路)、VIP视频接口、VGA接口、PS/2标准的鼠标及键盘接口、网络接口、USB通用串行总线接口、AC’97音频接口和ISA总线接口等；深嵌入式卡片型计算机EPC-300(U7)通过串口与GPS接收机iTrax02和电子罗盘ZCC212N连接。通过I/O口与电子里程表连接。

显示模块选用MCG12864A8-3，通过并口与深嵌入式卡片型计算机EPC-300(U7)连接。它是一种大屏幕彩色点阵式(或图形式)LCD，界面友好、美观，不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线及汉字，并且可以实现屏幕上下左右滚动、动画、闪烁、文本特征显示等功能，用途十分广泛。该液晶显示模块是使用KS0108B及其兼容控制驱动器(例如HD61203B)作为列驱动器，同时使用KS0107B及其兼容驱动器(例如HD61203)作为行驱动器的液晶模块。由于KS0107B(或HD61203B)不与MPU发生联系，故只要提供电源就能产生行驱动信号和各种同步信号。可以通过用嵌入式计算机的通用I/O口对LCD的控制信号直接进行控制，同时将嵌入式计算机的某一I/O口作为其数据总线。

Claims (2)

1、车辆连续定位系统，包括GPS接收机[1]、航位推算模块[2]、嵌入式计算机[3]和显示模块[4]，其特征在于：GPS接收机[1]与航位推算模块[2]的输出与嵌入式计算机[3]连接，嵌入式计算机[3]输出的位置信息送至显示模块[4]。

2、如权利要求1所述的车辆连续定位系统，其特征在于：

所述GPS接收机[1]采用iTrax02型，

所述航位推算模块[2]包括电子罗盘和电子里程表，其中电子罗盘采用ZCC212N型，

所述嵌入式计算机[3]采用EPC-300(U7)型，它通过串口与GPS接收机iTrax02和电子罗盘ZCC212N连接，通过I/O口与电子里程表连接，

所述显示模块[4]采用MCG12864A8-3型LCD，通过并口与嵌入式计算机EPC-300(U7)连接。

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