CN202686187U - 带gps显示的汽车方向盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车车载导航系统，公开了一种带GPS显示的汽车方向盘，其包括GPS导航系统和语音提示系统，将GPS显示屏设置在方向盘上，操作方便，同时结合陀螺仪图像稳定技术，使得显示图像不随方向盘转动而转动，给驾驶员以舒适稳定的视觉效果。嵌入在方向盘中间的触摸屏，可供驾驶员手动输入、控制、设置等操作，同时实时显示路况信息和行进路线。语音系统通过输出对应的音频信号，可实时提醒驾驶员车辆的行进状况。具有操作简单、方便，性能稳定，适用性强等优点。

Description

带GPS显示的汽车方向盘

技术领域

本实用新型涉及汽车车载导航系统，尤其涉及一种带GPS显示的汽车方向盘，方向盘上带GPS显示的触摸屏，实现GPS导航功能。

背景技术

GPS导航仪是能够帮助用户准确定位当前位置，并且根据既定的目的地计算行程，GPS导航仪通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的仪器，广泛用于交通，旅游等方面，通常我们用到的是车载GPS导航仪。例如申请号为201120132761.4，名称为《车载导航系统》的实用新型专利，对于车载GPS模块以及采集车速等信号，内置于汽车的电子系统中，能显示多种车辆运行状态信息，但是对于显示及操作机构的布置没有涉及。

现在汽车上GPS导航系统大多安装在驾驶座右前方，驾驶员查看路况信息必须扭头俯视，当驾驶员对GPS导航系统进行操作时，必须侧身去按这些按键。在驻车的情况下，这种侧身去操控按钮的行为会给驾驶员的操作带来一定的麻烦。若是在行车的过程中，驾驶员要去操控这类开关时，情况就会非常危险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带GPS显示的汽车方向盘，包括GPS导航系统和触摸屏显示交互系统及语音提示系统，将GPS显示屏放在方向盘上，解决了传统GPS导航仪给驾驶员带来的操作风险问题，同时结合陀螺仪图像稳定技术，使得显示图像不随方向盘转动而转动，给驾驶员以舒适稳定的视觉效果。

为了实现上述设计目的，本实用新型采用的方案如下：

一种带GPS显示的汽车方向盘，包括车载GPS导航系统和语音提示系统，车载GPS导航系统主要由嵌入式计算机、导航显示终端、GPS接收器、车载传感器、硬件扩展接口组成，导航显示终端设置在车辆方向盘上，便于驾驶员查看导航信息。

优选的是，车载GPS导航系统还包括控制操作面板，其设置在车辆方向盘上，便于驾驶员操作导航系统。

优选的是，导航显示终端为触摸式液晶显示器。

优选的是，还包括压电震动陀螺仪，显示图像不随方向盘转动而转动，使得显示图像稳定，不随方向盘转动而转动，给驾驶员以舒适稳定的视觉效果。

优选的是，GPS接收器包括GPS天线、变频和中频放大部分、信号通道、存储器、微处理器、电源，GPS天线接收自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息。

优选的是，车载传感器通常包括测量转弯速率的陀螺仪、输出电子速度脉冲的测速计。传感器采集的数据被用来进行航位推算，以便确定车辆相对道路的运动。

优选的是，还包括电子地图，电子地图由记录实际地物的地理数据和与实际地物相关的标识、装饰信息以及各类附加信息组成。针对不同导航应用可采用不同规格的电子地图。导航主机通过GPS卫星信号确定的位置坐标与电子地图数据相匹配，便可确定汽车在电子地图中的准确位置。

优选的是，嵌入式计算机可配备功放、DVD光驱、TV调谐器，在Windows CE操作系统下运行。将会实现行车导航、路线推荐、信息查询、播放AV/TV等多种功能。驾驶者只须通过观看显示器上的画面、收听语音提示，操纵手中的遥控器即可实现上述功能，从而轻松自如地驾车。

优选的是，还包括存有导航数据的CF卡或光盘，CF卡或光盘上的数据还包括交通道路信息、交通管制信息、地名、电话信息。

优选的是，GPS天线由接收天线和前置放大器组成。

优选的是，GPS天线可以是定向天线、偶极子天线、微带天线或螺旋天线。

优选的是，所述变频和中频放大部分使L频段的射频型号变成中频信号。

优选的是，信号通道搜索、牵引并跟踪卫星、对导航电文数据实行解扩，解调出导航电文，进行伪距测量，载波相位测量及多普勒频移测量。

优选的是，存储器存储卫星星历、卫星历书、伪距观测值、载波相位观测值及多普勒频移。

优选的是，通过触摸式液晶显示器对接收器进行控制操作，在其上实时显示当前地图和汽车所处的状态。

优选的是，语音提示系统包括语音电路，通过声音控制接收器的相关操作，通过语音输出，接收机可以提醒用户汽车当前状态。

优选的是，电源采用内电源或外接电源，内电源为锂电池，外接电源，可直流充电，并对内电源充电。

优选的是，微处理器是GPS接收机的控制部分，对其自检、测定、搜捕卫星信号，进行有关计算，接收用户输入的信息以及进行数据通信。

本实用新型的带GPS显示的汽车方向盘包括以上各项特征的任意组合。

本实用新型的带GPS显示的汽车方向盘有益效果为：将GPS显示屏设置在方向盘上，解决了传统GPS导航仪给驾驶员带来的操作风险问题，同时结合陀螺仪图像稳定技术，使得显示图像不随方向盘转动而转动，给驾驶员以舒适稳定的视觉效果。

附图说明

图1为按照本实用新型的带GPS显示的汽车方向盘的一优选实施例的示意图；

图2为按照本实用新型的带GPS显示的汽车方向盘的GPS导航系统原理框图；

图3为按照本实用新型带GPS显示的汽车方向盘的一优选实施例的GPS信号接收机的结构；

图4为按照本实用新型带GPS显示的汽车方向盘的一优选实施例的GPS信号采集系统接口示意图；

图5为按照本实用新型带GPS显示的汽车方向盘的一优选实施例的GPS接收机软件流程图；

图6为按照本实用新型带GPS显示的汽车方向盘的一优选实施例的GPS导航系统软件框图。

附图标记为：导航显示终端11，控制操作面板12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的内容进行描述，以下的描述仅是示范性和解释性的，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

一种带GPS显示的汽车方向盘，如图1、图3、图5所示，包括车载GPS导航系统和语音提示系统，车载GPS导航系统主要由嵌入式计算机、导航显示终端11、GPS接收器、车载传感器、硬件扩展接口、控制操作面板12组成，导航显示终端11和控制操作面板12设置在车辆方向盘上，便于驾驶员查看导航信息和操作导航系统。导航显示终端11为触摸式液晶显示器。

车载传感器通常包括测量转弯速率的陀螺仪、输出电子速度脉冲的测速计。传感器采集的数据被用来进行航位推算，以便确定车辆相对道路的运动。

车载GPS导航系统包括压电震动陀螺仪，显示图像不随方向盘转动而转动，使得显示图像稳定，不随方向盘转动而转动，给驾驶员以舒适稳定的视觉效果。

GPS接收器如图2、图4所示，所示，包括GPS天线、变频和中频放大部分、信号通道、存储器、微处理器、电源，GPS天线接收自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息。

变频和中频放大部分使L频段的射频型号变成中频信号，使接收机通道得到稳定的高增益。

信号通道是接收机的核心部分，其作用是搜索、牵引并跟踪卫星、对导航电文数据实行解扩，解调出导航电文，进行伪距测量，载波相位测量及多普勒频移测量。

存储器存储卫星星历、卫星历书、伪距观测值、载波相位观测值及多普勒频移。

微处理器是GPS接收机的控制部分，对其自检、测定、搜捕卫星信号，进行有关计算，接收用户输入的信息以及进行数据通信等。

通过触摸式液晶显示器对接收器进行控制操作，在其上实时显示当前地图和汽车所处的状态。

语音提示系统包括语音电路，通过声音控制接收器的相关操作，通过语音输出，接收机可以提醒用户汽车当前状态。

电源采用内电源或外接电源，内电源为锂电池，外接电源，可直流充电，并对内电源充电。

车载GPS导航系统包括电子地图，电子地图由记录实际地物的地理数据和与实际地物相关的标识、装饰信息以及各类附加信息组成。针对不同导航应用可采用不同规格的电子地图。导航主机通过GPS卫星信号确定的位置坐标与电子地图数据相匹配，便可确定汽车在电子地图中的准确位置。

其中的嵌入式计算机可配备功放、DVD光驱、TV调谐器，在Windows CE操作系统下运行。将会实现行车导航、路线推荐、信息查询、播放AV/TV等多种功能。驾驶者只须通过观看显示器上的画面、收听语音提示，操纵手中的遥控器即可实现上述功能，从而轻松自如地驾车。

车载GPS导航系统包括存有导航数据的CF卡或光盘，CF卡或光盘上的数据还包括交通道路信息、交通管制信息、地名、电话信息。

GPS天线由接收天线和前置放大器组成，可以是定向天线、偶极子天线、微带天线或螺旋天线。对于天线的性能要求是：高增益、低噪声系数、大的动态范围、由于高性能场效应FET放大器的出现，现在多采用有源微带天线。

本实用新型的带GPS显示的汽车方向盘包括以上各项特征的任意组合。

GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，位置，甚至三维速度和时间。

在接收模块中实现GPS信号的接收、车速脉冲的计数和陀螺仪信号A/D转换后信息的接收。该模块是采集器软件的最底层，实现数据的收集。由于GPS等信号的性质完全不同，需要对不同信号采用不同的采集方法。同时，必须注意到GPS信号与陀螺仪信号的同步，即在接收到GPS信号的同时开启A/D转换，这些由软件来完成。信号采集系统接口定义如图3。

信号处理模块是针对不同信号进行的不同的处理方式的总和。信号处理是将由接收模块得到的不同信号按一定的约定的格式进行必要的格式转换。进行信号处理有利于传输过程后信号的识别。前向通道中，输入信号均含有噪音和干扰，为了准确的测量，必须消除被测量信号中的噪音和干扰，而滤波通常采用均值滤波和极值滤波。接收机软件流程图如图4。

数据发送是实现采集器作用的关键模块。若该模块出错，系统也就完全失去了其全部功能。数据传输应该及时有效，系统软件框图如图5。

本实用新型的带GPS显示的汽车方向盘将GPS显示屏设置在方向盘上，解决了传统GPS导航仪给驾驶员带来的操作风险问题，同时结合陀螺仪图像稳定技术，使得显示图像不随方向盘转动而转动，给驾驶员以舒适稳定的视觉效果。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

本领域技术人员同样不难看出，本发明是对现有技术的改进，是为解决现有技术中存在的技术问题而将这些现有技术中的要素进行的结合，这种结合凝结了大量的创造性劳动，是发明人大量理论研究和科学实验的结晶。在没有阅读本发明之前，本领域技术人员显然是不容易想到本发明的各个方案的，而在阅读了本说明书后，本领域技术人员不必再付出创造性劳动即可实现本发明的基本技术方案。

Claims (17)

1.一种带GPS显示的汽车方向盘，包括车载GPS导航系统及语音提示系统，其特征在于，所述车载GPS导航系统由嵌入式计算机、导航显示终端（11）、GPS接收器、车载传感器、硬件扩展接口组成，所述导航显示终端（11）设置在车辆方向盘上。

2.如权利要求1所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述车载GPS导航系统还包括控制操作面板（12），其设置在车辆方向盘上。

3.如权利要求1所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述导航显示终端（11）为触摸式液晶显示器。

4.如权利要求1所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，还包括压电震动陀螺仪，显示图像不随方向盘转动而转动。

5.如权利要求1所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述GPS接收器包括GPS天线、变频和中频放大部分、信号通道、存储器、微处理器、电源，所述GPS天线接收自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息。

6.如权利要求1所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述车载传感器通常包括测量转弯速率的陀螺仪、输出电子速度脉冲的测速计。

7.如权利要求1所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述嵌入式计算机可配备功放、DVD光驱、TV调谐器，在Windows CE操作系统下运行。

8.如权利要求1所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，还包括存有导航数据的CF卡或光盘，所述CF卡或光盘上的数据还包括交通道路信息、交通管制信息、地名、电话信息。

9.如权利要求5所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述GPS天线由接收天线和前置放大器组成。

10.如权利要求5所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述GPS天线可以是定向天线、偶极子天线、微带天线或螺旋天线。

11.如权利要求5所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述变频和中频放大部分使L频段的射频型号变成中频信号。

12.如权利要求5所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述信号通道搜索、牵引并跟踪卫星、对导航电文数据实行解扩，解调出导航电文，进行伪距测量，载波相位测量及多普勒频移测量。

13.如权利要求5所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述存储器存储卫星星历、卫星历书、伪距观测值、载波相位观测值及多普勒频移。

14.如权利要求3所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，通过所述触摸式液晶显示器对接收器进行控制操作，在其上实时显示当前地图和汽车所处的状态。

15.如权利要求1所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述语音提示系统包括语音电路，通过声音控制接收器的相关操作，通过语音输出，接收机可以提醒用户汽车当前状态。

16.如权利要求1所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述电源采用内电源或外接电源，所述内电源为锂电池，所述外接电源，可直流充电，并对内电源充电。

17.如权利要求5所述的带GPS显示的汽车方向盘，其特征在于，所述微处理器是GPS接收机的控制部分，对其自检、测定、搜捕卫星信号，进行有关计算，接收用户输入的信息以及进行数据通信。

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