CN204177978U

CN204177978U - 一种驾考gps定位信息采集装置

Info

Publication number: CN204177978U
Application number: CN201420547558.7U
Authority: CN
Inventors: 马栓; 李光
Original assignee: ZHENGZHOU JAZIJE TRANSPORT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Jia Jie Information Technology Co., Ltd.
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2024-09-23

Abstract

本实用新型公开了一种驾考GPS定位信息采集装置，包括有GPS定位电路、中央处理单元以及电源电路，还包括有采集车辆姿态和加速度信息的陀螺仪惯导电路，所述的GPS定位电路接收GPS卫星的信号，通信端通过GPS接口电路连接中央处理单元的信号输入端，陀螺仪惯导电路的信号输出端连接中央处理单元的信号输入端，电源电路为各个电路供电。本实用新型通过GPS定位电路、陀螺仪惯导电路能够将车辆的GPS定位信息准确采集，定位精确，使用方便。

Description

一种驾考GPS定位信息采集装置

技术领域

本实用新型属于机动车驾考定位领域，具体是一种驾考中使用的GPS定位装置。

背景技术

国内原有的驾驶员场地考试系统是基于红外线技术实现评分的，由于该系统的硬件软肋及技术缺陷使得考试过程有失公平，并且在部分雨雪雾天气下无法使用，同时因为是埋设在考场中，存在维修不方便，并在维修期间影响考试使用的问题。

国家公安部发布了第123号令以及其它相关技术规范，对驾考系统和标准提出了改进要求。2013年1月1日起，启用修订后的《机动车驾驶证申领和使用规定》，这就需要逐步淘汰和更新旧有的考试系统，更换基于卫星的高精度定位考试系统，以满足驾考的需求。同时驾驶员培训市场也需要价格适中的卫星定位考试系统，该系统与驾考系统一样，使学员能在培训时模拟正式驾考的场景和要求，从而达到更好的培训效果和提升考试通过率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种定位准确的驾考GPS定位信息采集装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种驾考GPS定位信息采集装置，包括有GPS定位电路、中央处理单元以及电源电路，还包括有采集车辆姿态和加速度信息的陀螺仪惯导电路，所述的GPS定位电路接收GPS卫星的信号，通信端通过GPS接口电路连接中央处理单元的信号输入端，陀螺仪惯导电路的信号输出端连接中央处理单元的信号输入端，电源电路为各个电路供电。

所述的中央处理单元的通信端连接有上传接口电路，所述的上传接口电路包括接口芯片，接口芯片通过共模滤波器连接数据输出端子。

所述的GPS定位电路包括有第一GPS定位OEM板卡，第一GPS定位OEM板卡通过GPS天线接收GPS卫星的信息，第一GPS定位OEM板卡的差分数据传送端通过差分数据接口电路接收基准站的差分信息，第一GPS定位OEM板卡的通信端连接GPS接口电路。

所述的GPS定位电路还包括有第二GPS定位OEM板卡，所述第二GPS定位OEM板卡通过GPS天线接收GPS卫星的信息，第二GPS定位OEM板卡的差分数据传送端与第一GPS定位OEM板卡的第二差分数据传送端连接，第二GPS定位OEM板卡的通信端与GPS接口电路连接。

所述的GPS定位电路还包括有第三GPS定位OEM板卡与第四GPS定位OEM板卡，第三GPS定位OEM板卡与第四GPS定位OEM板卡通过GPS天线接收GPS卫星的信息，第三GPS定位OEM板的差分数据传送端与第一GPS定位OEM板卡的差分数据传送端连接，第三GPS定位OEM板卡的第二差分数据传送端与第二GPS定位OEM板卡的差分数据传送端和第四GPS定位OEM板卡的差分数据传送端连接，第四GPS定位OEM板卡的第二差分数据传送端与第三GPS定位OEM板卡的第二差分数据传送端连接和第一GPS定位OEM板卡的第三差分数据传送端连接，第三GPS定位OEM板卡与第四GPS定位OEM板卡的通信端连接中央处理单元的信号输入端。

所述的差分数据接口电路包括接口芯片，接口芯片通过共模滤波器连接差分输入端子。

所述的差分数据接口电路的差分发送端连接有差分发送指示电路，所述的差分传送接口电路的差分接收端连接有差分接收指示电路。

所述的中央处理单元的输入端还连接有里程计信号输出端。

所述的上传接口电路的数据输出端连接有数据输出指示电路，所述的上传接口电路的数据输入端连接有数据输入指示电路。

所述的电源电路包括有12V转5V电路和5V转3.3V电路。

本实用新型具有的优点是：本实用新型主要针对于科目二、科目三考试中倒车入库、侧方位停车、上坡路定点停车与坡道起步、直角转弯、曲线行驶等需要精确定位的评判项目。本实用新型通过GPS定位电路能够将车辆的GPS定位信息准确采集；当卫星信号受到干扰或遮挡，不能正常接收时，可通过陀螺仪惯导电路将当前角度信息及车辆的速度、姿态信息采集给中央处理单元，使本装置能够在一定时间内保持准确的车辆位置信息。

所述的GPS定位装置可单独采集定位信息，也可以采集定位信息和定向信息，采集信息准确全面；GPS定位电路在接口方面可兼容国产大尺寸OEM板卡和进口的小尺寸OEM板卡，可选用不同定位系统板卡进行联合定位，大大提高定位速度、精度，减少失锁的情况；较其他定位装置在兼容性实用性方面强出很多。

本装置中设置了多个指示单元，能够指示各单元的运行状态，清晰明了。

附图说明

图1是GPS定位电路的原理图；

图2是差分传送的电路原理图；

图3是数据传送的电路原理图；

图4是中央处理单元的电路原理图；

图5是陀螺仪惯导电路的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种驾考GPS定位信息采集装置，包括有GPS定位电路、中央处理单元以及电源电路，还包括有采集车辆姿态和加速度信息的陀螺仪惯导电路，所述的GPS定位电路接收GPS卫星的信号，通信端通过GPS接口电路连接中央处理单元的信号输入端，陀螺仪惯导电路的信号输出端连接中央处理单元的信号输入端，电源电路为各个电路供电。

具体如下所述。

如图1所示，所述的GPS定位电路可以具体实施如下：包括有第一GPS定位OEM板卡Z-GPS1，第一GPS定位OEM板卡Z-GPS1通过GPS天线接收GPS卫星的信息，第一GPS定位OEM板卡Z-GPS1的差分数据传送端（引脚7、引脚19）通过差分数据接口电路接收基准站的差分信息，第一GPS定位OEM板卡Z-GPS1的通信端（引脚18、引脚20）连接GPS接口电路U401的通信端（引脚7、引脚8）连接。此时，第一GPS定位OEM板卡Z-GPS1接收GPS卫星的信息和基准站的差分信息，从而得出获得驾考车辆的定位信息输出给中央处理单元。

也可以只使用第三GPS定位OEM板卡Z-GPS3来实现采集驾考车辆的定位信息输出给中央处理单元。

当第一或第三GPS定位OEM板卡Z-GPS1/ Z-GPS3接入电路，即其他板卡位置空闲，此时的GPS定位电路可以当基准站使用也可做单定位移动站使用；当基准站使用时，通过GPS天线接收GPS卫星的信息从而解算自身位置并发送差分信息。

所述的GPS定位电路还可以实施为：包括有第一GPS定位OEM板卡Z-GPS1、第二GPS定位OEM板卡Z-GPS2，所述第二GPS定位OEM板卡-GPS2通过GPS天线接收GPS卫星的信息，第二GPS定位OEM板卡-GPS1的差分数据传送端（引脚16、引脚14）（此时Z-GPS-2的引脚7、引脚19处于备用状态）与第一GPS定位OEM板卡的第二差分数据传送端（引脚14、引脚16）连接。第一和第二板卡的引脚14和16相互连接，是两个板卡之间数据互传时使用的，通过此端口第二板卡接收第一板卡的位置信息和转发来的差分信息，在精确自身位置的同时，计算出两天线的距离和车辆的航向角度信息并回传。第二GPS定位OEM板卡Z-GPS2的通信端（引脚18、引脚20）与GPS接口电路U401的通信端（引脚13、引脚14）连接。Z-GPS-1的引脚4连接的PPS为卫星授时的秒脉冲信号，可作为同步信号；Z-GPS-1的引脚12连接的RESETIN可通过MCU控制OEM板卡进行重启操作。此时，第一GPS定位OEM板卡Z-GPS1接收GPS卫星的信息和基准站的差分信息，并将基准站的差分信息发送给第二GPS定位OEM板卡Z-GPS2，第二GPS定位OEM板卡Z-GPS2根据此差分信息和接收的GPS卫星的信息从而得出驾考车辆的定向信息，第一GPS定位OEM板卡获得的驾考车辆定位信息和第二GPS定位OEM板卡Z-GPS2获得的驾考车辆的定向信息输出给中央处理单元。

所述的GPS定位电路还可以实施为：包括有第一GPS定位OEM板卡Z-GPS1、第二GPS定位OEM板卡Z-GPS2，还包括有第三GPS定位OEM板卡Z-GPS3与第四GPS定位OEM板卡Z-GPS4，第三GPS定位OEM板卡Z-GPS3与第四GPS定位OEM板卡Z-GPS4通过GPS天线接收GPS卫星的信息，第三GPS定位OEM板卡Z-GPS3的差分数据传送端（引脚4、引脚9）与第一GPS定位OEM板卡的差分数据传送端（引脚7、引脚19）连接，第三GPS定位OEM板卡的第二差分数据传送端（引脚14、引脚15）与第二GPS定位OEM板卡的差分数据传送端（引脚14、引脚16）和第四GPS定位OEM板卡的差分数据传送端（引脚15、引脚14）连接，第四GPS定位OEM板卡的差分数据传送端（引脚14、引脚15）与第一GPS定位OEM板卡的第二差分数据传送端（引脚14、引脚16）连接，便于两个OEM板卡之间的差分数据传输。第三GPS定位OEM板卡Z-GPS3的通信端（引脚12）与第四GPS定位OEM板卡Z-GPS4的通信端（引脚12）连接中央处理单元的信号输入端。此时，Z-GPS1、Z-GPS2、Z-GPS3、ZGPS4是为兼容不同尺寸的OEM板卡所设置， Z-GPS1、Z-GPS2为24PIN大板卡接口，Z-GPS3、ZGPS4为20PIN小板卡接口；两个板卡为一组；使用时，仅使用一组板卡，且大小板卡可交叉使用；分组可以是：Z-GPS1、Z-GPS2，也可以是：Z-GPS3、ZGPS4，也可以是：Z-GPS1、ZGPS4，也可以是：Z-GPS3、ZGPS2。Z-GPS1或Z-GPS3板卡（主板卡）通过观测卫星信号解算出天线所在的位置（精度大概在1.5m），通过接收基准站传来的差分信息RTCM格式数据进行相位差分和位置差分计算，进行位置修正，精度可达到1.5cm；Z-GPS2或Z-GPS4接收主板卡转发来的RTCM格式差分数据和位置信息，在精确自己位置的同时解算出车辆的航向信息和俯仰角。一组中的两个板卡解算的结果均通过U401由中央处理单元接收。此GPS定位电路可选用不同定位系统板卡进行联合定位，大大提高定位速度、精度，减少失锁的情况；较其他定位装置在兼容性实用性方面强出很多。

本申请中所述的第一GPS定位OEM板卡Z-GPS1、第二GPS定位OEM板卡Z-GPS2是采用北京和芯星通UB240，UB240是全球首款支持北斗二代的多系统多频率高精度板卡。该板卡采用低功耗设计，提供毫米级载波相位观测值和 RTK 定位精度，支持芯片级多路径抑制，领先的瞬时 RTK 和长距离 RTK 技术，尤其适合大地测量、工程测量、形变监测、机械控制、气象监测、精密农业、港口机械、GIS 采集器、连续运行参考站等高精度测量定位应用。第三GPS定位OEM板卡Z-GPS3与第四GPS定位OEM板卡Z-GPS4是20PIN板卡，用国产或进口的K501，例如司南公司。

如图2所示，差分数据接口电路包括有接口芯片U301（SP3232EEN），接口芯片U301的通信端（引脚14、13、7、8）分别通过共模滤波器GL301、GL302、GL303、GL304连接差分输入端子Z232A，差分输入端子Z232A通过转接线连接至面板雷莫插头接口，用于接收基准站的差分信息。其中TV301、TV302为双向复合保护管，作用是防静电和防浪涌保护，消除干扰。所述的接口芯片U301的差分发送端（引脚11）连接有差分发送指示电路，由三极管P601、电阻R601、R603，电容C601和发光二极管LD601构成，所述的接口芯片U301的差分接收端（引脚12）连接有差分接收指示电路，由三极管P602、电阻R604、R606，电容C602和发光二极管LD602构成，当有数据传输时发光二极管会闪烁发光。PPS为秒脉冲输出端，可提供精确的秒同步信号，备用。

如图4所示，中央处理单元U101采用STM32F407VGT6，具有FPU的ARM32位CortexTM-M4F内核，最高工作主频于168MHz，达到210DMIPS（1.25DMIPS/MHz），并支持DSP指令。芯片内部自带（192+4）KB的RAM（比STM32F103常用的64KB有着更大的内存）和512KB的Flash（带有实时加速器ART组件，使得执行指令时0等待周期）。中央处理单元U101的引脚25、26、47、48与GPS接口电路U401的GPS接口电路U401的引脚11、12、10、9连接。中央处理单元U101的引脚72、76为JTAG调试接口，引脚14为复位电路接口，复位电路由复位芯片U103（MAX809RTR）、电容C111A、C111B和瞬态抑制二极管TV104以及磁珠CZ107（防干扰的作用）构成。晶振电路由晶振Y1、电容C101、C102、磁珠CZ105、CZ106构成。电阻R116和发光二极管LD101、电容C110主要指示中央处理单元是否在运行状态，正常运行状态为闪烁。电容C7-C16、以及电容C103-107为中央处理单元的滤波电路。中央处理单元U101的引脚71、83为里程计输入端，里程计电路由U102（74LV14A）、TV5、TV105等构成，对外部里程传感器输入信号做脉冲整形，是个备用端。

所述的中央处理单元的通信端（引脚68、69、78、79）连接有上传接口电路，如图3所示，所述的上传接口电路包括接口芯片U302，接口芯片U302的通信端（引脚14、13、7、8）分别通过共模滤波器GL305、GL306、GL307、GL308连接接线端子Z232B，这两组通信端口中，TXD4-A、RXD4-A为备用。接口芯片U302的引脚11连接有数据输出指示电路，由三极管P605、电阻R613、R615，电容C605和发光二极管LD605构成；接口芯片U302的引脚12连接有数据输入指示电路，三极管P606、电阻R616、R618，电容C606和发光二极管LD606构成。当有数据输出或输入的时候，相应的发光二极管会发光指示。

如图5所示，所述的陀螺仪惯导电路采用U501（MPU6050），U501的数据传送口引脚12、23、24分别与中央处理单元U101的引脚88、92、93连接，U501其它引脚连接的电阻、电容等器件构成外围电路。

所述的电源电路包括有12V转5V电路和5V转3.3V电路。由于后端使用的OEM板卡功耗较大，单个线性稳压芯片不能满足使用，可以对两组板卡单独供电。

本实用新型在使用时，设置在驾考车辆上，通过GPS定位电路对驾考的车辆进行定位或/和定向，定位或/和定向信息发送给中央处理单元；当失去卫星定位信号后，陀螺仪惯导电路可实时采集车辆的姿态和加速度信息、角速度信息发送给中央处理单元，中央处理单元收到信息后将信息传送给上位机，上位机可得出当前车辆的行驶状况和位置信息。因此本实用新型采用双重定位，确保定位信息的稳定性，环境适应性更好。

Claims

1.一种驾考GPS定位信息采集装置，其特征在于：包括有GPS定位电路、中央处理单元以及电源电路，还包括有采集车辆姿态和加速度信息的陀螺仪惯导电路，所述的GPS定位电路接收GPS卫星的信号，通信端通过GPS接口电路连接中央处理单元的信号输入端，陀螺仪惯导电路的信号输出端连接中央处理单元的信号输入端，电源电路为各个电路供电。

2.如权利要求1所述的驾考GPS定位信息采集装置，其特征在于：所述的中央处理单元的通信端连接有上传接口电路，所述的上传接口电路包括接口芯片，接口芯片通过共模滤波器连接数据输出端子。

3.如权利要求1所述的驾考GPS定位信息采集装置，其特征在于：所述的GPS定位电路包括有第一GPS定位OEM板卡，第一GPS定位OEM板卡通过GPS天线接收GPS卫星的信息，第一GPS定位OEM板卡的差分数据传送端通过差分数据接口电路接收基准站的差分信息，第一GPS定位OEM板卡的通信端连接GPS接口电路。

4.如权利要求3所述的驾考GPS定位信息采集装置，其特征在于：还包括有第二GPS定位OEM板卡，所述第二GPS定位OEM板卡通过GPS天线接收GPS卫星的信息，第二GPS定位OEM板卡的差分数据传送端与第一GPS定位OEM板卡的第二差分数据传送端连接，第二GPS定位OEM板卡的通信端与GPS接口电路连接。

5.如权利要求4所述的驾考GPS定位信息采集装置，其特征在于：还包括有第三GPS定位OEM板卡与第四GPS定位OEM板卡，第三GPS定位OEM板卡与第四GPS定位OEM板卡通过GPS天线接收GPS卫星的信息，第三GPS定位OEM板的差分数据传送端与第一GPS定位OEM板卡的差分数据传送端连接，第三GPS定位OEM板卡的第二差分数据传送端与第二GPS定位OEM板卡的差分数据传送端和第四GPS定位OEM板卡的差分数据传送端连接，第四GPS定位OEM板卡的差分数据传送端与第一GPS定位OEM板卡的第二差分数据传送端连接，第三GPS定位OEM板卡与第四GPS定位OEM板卡的通信端连接中央处理单元的信号输入端。

6.如权利要求5所述的驾考GPS定位信息采集装置，其特征在于：所述的差分数据接口电路包括接口芯片，接口芯片通过共模滤波器连接差分输入端子。

7.如权利要求6所述的驾考GPS定位信息采集装置，其特征在于：所述的差分数据接口电路的差分发送端连接有差分发送指示电路，所述的差分传送接口电路的差分接收端连接有差分接收指示电路。

8.如权利要求7所述的驾考GPS定位信息采集装置，其特征在于：所述的中央处理单元的输入端还连接有里程计信号输出端。

9.如权利要求2所述的驾考GPS定位信息采集装置，其特征在于：所述的上传接口电路的数据输出端连接有数据输出指示电路，所述的上传接口电路的数据输入端连接有数据输入指示电路。

10.如权利要求1所述的驾考GPS定位信息采集装置，其特征在于：所述的电源电路包括有12V转5V电路和5V转3.3V电路。