CN202057801U

CN202057801U - 基于bd、gps和dr的组合定位装置

Info

Publication number: CN202057801U
Application number: CN2011200412959U
Authority: CN
Inventors: 王喜超; 何铁
Original assignee: SHANGHAI ZENITECH ELECTRONIC TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI ZENITECH ELECTRONIC TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-02-17

Abstract

本实用新型涉及一种基于BD、GPS和DR的组合定位装置，包括CPU、角速度传感器、三轴加速度计、里程表、GPS接收机、GPS天线、BD接收机、LDO、电平转换模块、里程信号耦合电路、倒车信号耦合电路，所述的CPU分别与角速度传感器、三轴加速度计、BD接收机、电平转换模块、里程信号耦合电路、倒车信号耦合电路连接，所述的LDO分别与GPS接收机、电平转换模块连接，所述的GPS接收机与电平转换模块连接，所述的里程表与里程信号耦合电路连接，所述的GPS接收机与GPS天线连接。与现有技术相比，本实用新型具有连续准确地对车辆进行定位等优点。

Description

基于BD、GPS和DR的组合定位装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车定位技术，尤其是涉及一种基于BD、GPS和DR的组合定位装置。

背景技术

在现代车辆卫星导航和定位的技术中，广泛使用了卫星定位技术，例如美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗定位系统(BD)；特别是GPS，已经广泛使用，只要在车辆上装载GPS接收机，如果能保证良好地接受到4个卫星信号，就能准确知道车辆位置、速度、运动方向等要素。

现有的产品技术状态如下：

1)尽管卫星定位技术日益成熟，但在实际应用中，由于大都市高架、隧道、立交桥等原因，许多地区卫星信号接收不良，导致卫星定位信号漂移较大，特别是处于静止状态时。

2)现在使用GPS卫星和航位推算方法(Dead-Reckoning，使用陀螺仪与车辆里程信号)技术来解决卫星定位盲区问题；但由于道路上下坡及转弯时车辆处于倾斜状态的实际道路状态影响，在隧道等地下建筑中，航位推算的误差比较大；

3)现有航位推算产品中，还没有考虑北斗定位信息的融合；

4)现有产品没有使用低成本的单晶硅陀螺仪和加速度计。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种连续准确地对车辆进行定位的基于BD、GPS和DR的组合定位装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于BD、GPS和DR的组合定位装置，其特征在于，包括CPU、角速度传感器、三轴加速度计、里程表、GPS接收机、GPS天线、BD接收机、LDO(低压差线性稳压器)、电平转换模块、里程信号耦合电路、倒车信号耦合电路，所述的CPU分别与角速度传感器、三轴加速度计、BD接收机、电平转换模块、里程信号耦合电路、倒车信号耦合电路连接，所述的LDO分别与GPS接收机、电平转换模块连接，所述的GPS接收机与电平转换模块连接，所述的里程表与里程信号耦合电路连接，所述的GPS接收机与GPS天线连接。

还包括GPS天线过流检测模块、GPS天线开路检测模块，所述的GPS天线过流检测模块、GPS天线开路检测模块分别与CPU连接。

所述的角速度传感器为单轴陀螺仪。

所述的CPU还设有I²C总线，CPU通过I²C总线分别与角速度传感器、三轴加速度计连接。

所述的CPU通过DI(数字信号输入)接口分别与里程信号耦合电路、倒车信号耦合电路、GPS天线过流检测模块、GPS天线开路检测模块连接，所述的CPU通过AI(模拟信号输入)接口与角速度传感器连接。

所述的组合定位装置通过邮票孔焊接连接方式与外部主机连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)能够提供给车辆定位服务的任何终端集成使用。它利用陀螺传感器测量角度，利用三轴加速度计测量速度与姿态的同时，还利用里程表测量速度，通过基于参数估计的多传感器信息融合技术有效地确定移动车辆的精确位置，具有自主性和可靠的精度，将在未来的卫星导航定位技术发展中占有十分重要的地位；

2)连续准确地对车辆进行定位，在短时间内具有良好的定位精度，在卫星信号不好的地方，也能得到稳定、连续、准确的车辆定位信息；本实用新型具有接受电子地图匹配数据接口，来提高定位精度和大大延长车辆在卫星定位盲区有效定位时间；

3)除了支持GPS卫星信号外，还融合了北斗定位信号，支持北斗定位信息与航位推算的融合；

4)使用三轴加速度计与Z轴陀螺仪解算车辆姿态，用于航位推算的补偿，提高车辆处于坡道或者坡道转弯时水平位移的测量精度和转弯角速度测量精度；

5)使用三轴加速度计测量车辆的速度，联合陀螺仪测量的角速度，在没有车辆里程表信号的状态下，实现航位推算功能；

6)本实用新型是一个完整的组合定位小系统，不仅内置卫星接收天线开路检测与短路自动保护电路，而且内置车辆里程信号、倒车信号的处理，可以直接连接车辆信号；

7)本实用新型采用邮票孔焊接连接方式，尺寸为25.5*25.4*3.5，方便系统集成使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种基于BD、GPS和DR的组合定位装置，包括CPU1、角速度传感器2、三轴加速度计3、里程表、GPS接收机4、GPS天线5、BD接收机6、LDO7、电平转换模块8、里程信号耦合电路9、倒车信号耦合电路10、GPS天线过流检测模块11、GPS天线开路检测模块12，所述的CPU1分别与角速度传感器2、三轴加速度计3、BD接收机6、电平转换模块8、里程信号耦合电路9、倒车信号耦合电路10连接，所述的LDO7分别与GPS接收机4、电平转换模块8连接，所述的GPS接收机4与电平转换模块8连接，所述的里程表与里程信号耦合电路9连接，所述的GPS接收机4与GPS天线5连接。所述的GPS天线过流检测模块11、GPS天线开路检测模块12分别与CPU1连接。所述的角速度传感器2为MEMS单轴陀螺仪。所述的CPU1还设有I²C总线，CPU1通过I2C总线分别与角速度传感器2、三轴加速度计3连接。

选用ENERGY公司M3架构32位微处理器EFM32G210F128为本实用新型CPU1；在CPU1中运行本实用新型的应用软件。

选用MEMS单轴陀螺仪的型号为SSZ0304或SSZ0104，测量角度变化范围100度/秒，该陀螺仪输出角速度模拟值送到CPU1的AI端口；该陀螺仪的角速度测量信号也通过I²C总线送到CPU1。

选用Freescale公司MMA7455或MMA8452三轴加速度计3测量车辆速度信号和车辆的姿态，加速度计测量信号通过I²C总线送给CPU1。；

选用GPS接收机4型号为Jupiter F2，该GPS接收机4内置在本组合定位模块上，GPS接收机4输出定位电文通过串行口送到CPU1。

选用型号CC100-BG的BD接收机6作为本实用新型外接北斗定位接收机，北斗的定位电文通过串行口送到CPU1。

内置3.3V到1.8VLDO 7，为模块内置GPS接收机4提供电源；

使用电平转换模块完成1.8V与3.0V接口逻辑的兼容。

使用车辆本体里程表信号，通过里程信号耦合模块9送到CPU1数字输入端口。

使用车辆本体倒车信号，通过倒车信号耦合模块10送到CPU1数字输入端口。

本实用新型通过串行口与主机相连接，这个串口不仅用于本实用新型的定位数据输出，而且通过这个串口，上位机可以配置管理本实用新型的参数设定，还可以用于接收地图匹配数据，实现模块电子地图匹配定位。

如图2所示，本实用新型的工作流程如下：

步骤101、开启，并初始化；

步骤102、开启接口管理模块，CPU向GPS接收机和BD接收机读取卫星定位报文信息；

步骤103、CPU同时读取角速度测量数据和速度测量数据，并通过航位推算算法来计算出自主定位数据；

步骤104、CPU判断卫星信号是否稳定，卫星定位精度是否小于设定的值，若卫星信号稳定或卫星定位精度小于设定的值，直接输出自主定位数据，否则执行步骤105；

步骤105、CPU将卫星定位报文信息与自主定位数据转换到同一坐标下，采用卡尔曼滤波器滤波后输出组合定位信息，通过卫星定位报文信息来校准外部传感器。

所述的角速度测量数据的获得如下：从陀螺仪中获得角速度信号，并通过三轴加速度计获得加速度信号进行测量补偿，得到每秒车辆角度变化值。所述的速度测量数据的获得如下：同时获取里程表的速度信号和三轴加速度计的加速度信号，并输出联合补偿后水平速度解算值。所述的自主定位数据包括车辆的位置信息、航向信息。

Claims

1.一种基于BD、GPS和DR的组合定位装置，其特征在于，包括CPU、角速度传感器、三轴加速度计、里程表、GPS接收机、GPS天线、BD接收机、LDO、电平转换模块、里程信号耦合电路、倒车信号耦合电路，所述的CPU分别与角速度传感器、三轴加速度计、BD接收机、电平转换模块、里程信号耦合电路、倒车信号耦合电路连接，所述的LDO分别与GPS接收机、电平转换模块连接，所述的GPS接收机与电平转换模块连接，所述的里程表与里程信号耦合电路连接，所述的GPS接收机与GPS天线连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于BD、GPS和DR的组合定位装置，其特征在于，还包括GPS天线过流检测模块、GPS天线开路检测模块，所述的GPS天线过流检测模块、GPS天线开路检测模块分别与CPU连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于BD、GPS和DR的组合定位装置，其特征在于，所述的角速度传感器为单轴陀螺仪。

4.根据权利要求1所述的一种基于BD、GPS和DR的组合定位装置，其特征在于，所述的CPU还设有I²C总线，CPU通过I²C总线分别与角速度传感器、三轴加速度计连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于BD、GPS和DR的组合定位装置，其特征在于，所述的CPU通过DI接口分别与里程信号耦合电路、倒车信号耦合电路、GPS天线过流检测模块、GPS天线开路检测模块连接，所述的CPU通过AI接口与角速度传感器连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于BD、GPS和DR的组合定位装置，其特征在于，所述的组合定位装置置通过邮票孔焊接连接方式与外部主机连接。