CN202582555U - 一种车载陀螺仪导航装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种车载陀螺仪导航装置，包括收音模块，MCU，显示驱动电路，GPS模块，音频处理模块，功率放大器，输入模块，还包括用于描述旋转运动的三轴陀螺仪，用于描述直线运动的三轴加速器，用于多媒体数据解码、GPS信号数据处理、三轴陀螺仪数据处理、三轴加速器数据处理、存储WINCE操作系统的核心电路。本实用新型通过三轴陀螺仪和三轴加速器的配合，可以大幅提升定位导航的有效率和准确度，确保了车辆经过隧道或高山峡谷等无GPS信号路段的导航准确性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及车载电子设备，尤其是具有陀螺仪的车载导航装置，属于车载导航技术领域。
背景技术
陀螺仪器最早是用于航海导航，但随着科学技术的发展，它在航空和航天事业中也得到广泛的应用。陀螺仪器不仅可以作为指示仪表，而更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件，即可作为信号传感器。根据需要，陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号，以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机等航行体按一定的航线飞行，而在导弹、卫星运载器或空间探测火箭等航行体的制导中，则直接利用这些信号完成航行体的姿态控制和轨道控制。作为稳定器，陀螺仪器能使列车在单轨上行驶，能减小船舶在风浪中的摇摆，能使安装在飞机或卫星上的照相机相对地面稳定等等。作为精密测试仪器，陀螺仪器能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。由此可见，陀螺仪器的应用范围是相当广泛的，它在现代化的国防建设和国民经济建设中均占重要的地位。
随着科技的进步，陀螺仪在消费电子产品中也逐渐的成了潮流的宠儿，陀螺仪配合微机械加速度传感器用于惯性导航、在数码相机中用于稳定图像、用于电脑的无线惯性鼠标，用在PC机、移动硬盘、手机、相机等等中，完全攻破了传统的消费意识，使得更多的人们尤其是年轻人享受着新科技带来的好处。
目前，相继出现的高端品牌手机和高端消费类电子也应用了陀螺仪技术，为消费类电子开启了新的航程方向，引导消费类电子的发展推上了一个新的高潮。车载影音导航系统这一行业也不甘落后，也出现了自主导航的产品，但多数为单轴陀螺仪和车速脉冲结合的产品，精确度不够和使用的局限性导致向普及型发展受到了制约。
实用新型内容
本实用新型的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种由传统的单靠GPS卫星导航的导航产品改进的，在没有GPS信号下也能提供精确和有效的车辆定位的导航装置。
为了达到上述目的，采用如下技术方案：
一种车载陀螺仪导航装置，包括用于接收模拟音频广播信号的收音模块，用于管理各功能指令的MCU，用于驱动显示屏的驱动显示模块，用于GPS信号接收的GPS接收模块，音频处理模块，功率放大器，输入单元，用于描述旋转运动的三轴陀螺仪，用于描述直线运动的三轴加速器，以及用于多媒体数据解码、GPS信号数据处理、三轴陀螺仪数据处理、三轴加速器数据处理、存储WINCE操作系统的核心电路。
进一步地，所述三轴陀螺仪、三轴加速器分别和核心电路采用I2C通讯方式连接。
进一步地，所述三轴陀螺仪为MEMS三轴陀螺仪。
进一步地，所述三轴加速器为MEMS三轴加速器。
进一步地，所述驱动显示模块连接的显示屏是TFT液晶显示屏。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型利用三轴陀螺仪和三轴加速器，改进了处理MEMS三轴陀螺仪、MEMS三轴加速器数据的核心电路，令车辆在没有GPS信号下也能获得精确和有效的车辆定位。
MEMS三轴陀螺仪和MEMS三轴加速器相结合的导航产品填补了该领域的空白，具有导航精度准，不受其它外界环境干扰和限制的特点。其优点归纳如下：
(1)电路集成化，与主机通讯方式可采用I2C通讯方式，减少了PCB板的生产成本和主机空间。
(2)当GPS信号发生中断丢掉或信息强度大幅减弱现象的瞬间，车载导航装置则自动开通自主导航系统。通过MEMS三轴陀螺仪和MEMS三轴加速器就可以进行另一种方式的导航，可以大幅提升定位导航的有效率和准确度，确保了车辆经过隧道或高山峡谷等无GPS路段的导航准确性和安全性。
附图说明
图1是本实用新型所述的车载陀螺仪导航装置的电路结构示意图。
图示：1-收音天线；2-收音模块；3-音频处理模块；4-功率放大器；
5-扬声器；6-MCU；7-核心电路；8-蓝牙模块；9-GPS接收天线；
10-GPS接收模块；11-输入电路；12-显示驱动电路；13-数模转换电路；
14-三轴加速器；15-三轴陀螺仪。
具体实施方式
下面结合例图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明。
如图1所示，GPS卫星信号(GPS RF)从GPS接收天线9送到GPS接收模块10处理，同时GPS接收模块与核心电路7进行通讯，对GPS接收模块接收到的信号进行软件运算和数据处理，并将处理好的数据以图像和文字形式显示到显示屏上。显示屏优选为TFT液晶显示屏。用户需求信息通过触摸屏或输入电路11发出指令，指令通过MCU6完成对各功能的执行。执行完成的视频信息经显示驱动电路12显示在TFT显示屏上，音频信息通过数模转换电路13后，送到音频处理模块3再经功率放大器4输出后送到扬声器5，然后推动扬声器发声，TFT显示的视频和扬声器发出的声音相结合，完成用户想要的全部信息。
作为优选，三轴陀螺仪为MEMS三轴陀螺仪15，三轴加速器为MEMS三轴加速器14。MEMS三轴陀螺仪用于描述旋转运动，MEMS三轴加速器用于描述直线运动。MEMS三轴陀螺仪、MEMS三轴加速器和核心电路之间采用I2C通讯方式连接。当没有GPS信号或者GPS信号大幅减弱时，核心电路7自动选择通过MEMS三轴陀螺仪15和MEMS三轴加速器14的导航方式。MEMS三轴陀螺仪直接检测出前进方向角速度的变化；MEMS三轴加速器结合GPS所提供的初始速度，直接求出车辆前进速度的距离，两者配合从而达到定位车辆所在位置的目的。运动过程中，MEMS三轴陀螺仪和MEMS三轴加速器不断采集车辆行驶过程中产生位移数据并通过核心电路7进行分析处理后，结合GPS信号中断前导航仪接收的地图坐标信息由显示驱动电路12显示到TFT屏上。所述核心电路具有多媒体数据解码、GPS信号数据处理、三轴陀螺仪数据处理、三轴加速器数据处理、存储读取WINCE操作系统的功能模块。经过MCU及核心电路7处理后的音频信号通过数模转换电路13转换后送到音频处理模块3进行声道切换和音效处理。经过音频处理模块处理后的音频信号送到功率放大电路4进行放大，驱动扬声器5发出声音。TFT显示屏显示的导航视频信息和扬声器发出的导航音频信息相结合完成了三轴加速器和三轴陀螺仪的导航动作。
MEMS三轴陀螺仪和MEMS三轴加速器组合设计形成了优势互补，更好的跟踪并捕捉三维空间(X、Y、Z)的完整运动，打破了单轴或双轴陀螺仪只能测量惯性空间坐标轴一个或两个方向角速度的传统技术。定位精度比单轴或双轴陀螺仪设计的导航产品更精确。
Claims (5)
1.一种车载陀螺仪导航装置，其特征在于：包括用于接收模拟音频广播信号的收音模块，用于管理各功能指令的MCU，用于驱动显示屏的驱动显示模块，用于GPS信号接收的GPS接收模块，音频处理模块，功率放大器，输入单元，用于描述旋转运动的三轴陀螺仪，用于描述直线运动的三轴加速器，以及用于多媒体数据解码、GPS信号数据处理、三轴陀螺仪数据处理、三轴加速器数据处理、存储WINCE操作系统的核心电路。
2.根据权利要求1所述的车载陀螺仪导航装置，其特征在于：所述三轴陀螺仪、三轴加速器分别和核心电路采用I2C通讯方式连接。
3.根据权利要求1所述的车载陀螺仪导航装置，其特征在于：所述三轴陀螺仪为MEMS三轴陀螺仪。
4.根据权利要求1所述的车载陀螺仪导航装置，其特征在于：所述三轴加速器为MEMS三轴加速器。
5.根据权利要求1所述的车载陀螺仪导航装置，其特征在于：所述驱动显示模块连接的显示屏是TFT液晶显示屏。
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| CN 201220167225 CN202582555U (zh) | 2012-04-18 | 2012-04-18 | 一种车载陀螺仪导航装置 |
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Cited By (2)
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| CN110119200A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-08-13 | 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 | 一种汽车手势识别系统 |
| CN112363249A (zh) * | 2020-09-02 | 2021-02-12 | 广东工业大学 | 一种移动式气象测量方法及装置 |
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