CN205940567U - 一种车载组合导航定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载组合导航定位系统，包括：GPS模块、里程计模块、惯性测量单元模块、地图匹配模块；所述GPS模块、所述里程计模块、所述惯性测量单元模块和所述地图匹配模块均通过RS‑232串行接口或USB接口与导航计算机进行连接；所述地图匹配模块连接有导航地图数据库和数字地图显示器。本实用新型提供的基于地图匹配模块的车载组合导航定位系统，不仅有效解决了在没有GPS信号的情况下对车辆定位的问题，而且提高对车辆定位信息的精度，为用户提供了便利。

Description

一种车载组合导航定位系统

技术领域

本实用新型涉及导航定位技术领域，更具体的说是涉及一种车载组合导航定位系统。

背景技术

在车载导航系统中，定位是实现导航的基础和前提，因此车辆位置标定是车载导航系统的关键技术之一。目前，通常采用的定位方式GPS和INS组合的形式，充分利用它们定位信息的互补性，获得比单独使用任何一种方法时都要高的定位精度和可靠性。然而，利用GPS/INS组合导航虽然能很好的解决INS误差积累的问题，但是GPS存在着动态相应能力差、易受电子干扰、信号易被遮挡等缺点，使得GPS/INS组合导航系统在车辆穿行城市高楼林立区、立交桥、隧道、林荫道等时候，GPS信号会被遮挡甚至中断而无法定位或者定位精度低。如果GPS较长时间内不能得到恢复，定位误差就无可避免地随时间累积，此外，为了司机提供适当的操作指令，车辆位置必须精确地确定，然而即使是有优良的传感器矫正和融合技术，定位不准确也是不可避免的。

因此，如何提高车辆导航定位的精度是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种车载组合导航定位系统，不仅解决了在没有GPS信号的情况下对车辆准确定位的问题，而且提高了车辆导航定位的精度，能够为用户提供更为准确的操作指令。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种车载组合导航定位系统，包括：GPS模块、里程计模块、惯性测量单元模块、地图匹配模块、导航计算机；所述GPS模块、所述里程计模块、所述惯性测量单元模块和所述地图匹配模块均通过RS-232串行接口或USB接口与所述导航计算机进行连接；所述地图匹配模块连接有导航地图数据库和数字地图显示器；所述一种车载组合导航定位系统的所述导航计算机通过RS-232串行接口或USB接口获取所述GPS模块、所述里程计模块、所述惯性测量单元模块采集的信息，并且所述导航计算机将解算的车辆位置信息传输至所述地图匹配模块，所述地图匹配模块将获取的信息与所述导航地图数据库的实际位置进行匹配并调整至最准确的位置，同时修正或消除下一个地图匹配步骤的累计误差，并将准确的车辆位置信息传输至所述数字地图显示器进行显示，使用户得到准确的定位。

优选的，在上述一种车载组合导航定位系统中，所述GPS模块有效时，所述一种车载组合导航定位系统采用所述GPS模块和所述惯性测量单元模块的组合导航；所述GPS模块失效时，所述一种车载组合导航定位系统采用所述里程计模块和所述惯性测量单元模块的组合导航。

优选的，在上述一种车载组合导航定位系统中，所述里程计模块设置有里程计，所述里程计是由磁电传感器和贴于车轮的磁片构成的，在车辆行驶的过程中所述磁电传感器产生周期性脉冲信号，通过周期性脉冲信号的计数，将车辆运动水平方向信息提供给所述导航计算机。

优选的，在上述一种车载组合导航定位系统中，所述惯性测量单元模块是由三轴陀螺仪和三轴加速度计构成的，并且通过所述三轴陀螺仪和所述三轴加速度计将车辆的姿态、速度、位置信息传输至所述导航计算机。

优选的，在上述一种车载组合导航定位系统中，所述地图匹配模块均通过通信接口与所述导航地图数据库和所述数字地图显示器进行连接。

优选的，在上述一种车载组合导航定位系统中，所述地图匹配模块是通过车载多源组合定位导航算法将获取的信息与所述导航地图数据库的实际位置进行匹配并调整至最准确的位置。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种车载组合导航定位系统，首先本实用新型是基于地图匹配模块的组合导航定位系统，以惯性测量单元模块为基础，根据GPS信号的有效性选择是GPS模块/惯性测量单元模块的组合还是里程计模块/惯性测量单元模块的组合进行导航，解决了在没有GPS信号的情况下对车辆位置定位的问题；其次通过导航地图数据库的辅助，不仅可以根据实际情况将车辆位置调整至最为准确的位置，而且可以修正或者消除下一个地图匹配步骤的累计误差，整个系统循环执行这个过程之后，会获得更为准确的位置信息，提高了车辆定位的准确度；同时地图匹配模块通过车载多源组合定位导航算法将获取的信息与导航地图数据库的实际位置进行匹配并调整至最准确的位置，进一步提高了车辆定位的精度，通过数字地图显示器进行显示，为用户提供适当的操作指令，使用更加方便，具有广阔的市场应用空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的结构示意图。

图2附图为本实用新型基于地图匹配模块的车载多源组合导航定位算法流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种车载组合导航定位系统，不仅有效解决了在没有GPS信号的情况下对车辆定位的问题，而且提高对车辆定位信息的精度，为用户提供了便利。

请参阅相关附图为本实用新型提供的一种车载组合导航定位系统，一种车载组合导航定位系统，包括：GPS模块1、里程计模块2、惯性测量单元模块3、地图匹配模块4、导航计算机5；GPS模块1、里程计模块2、惯性测量单元模块3和地图匹配模块4均通过RS-232串行接口或USB接口与导航计算机5进行连接；地图匹配模块4连接有导航地图数据库6和数字地图显示器7；一种车载组合导航定位系统的导航计算机5通过RS-232串行接口或USB接口获取GPS模块1、里程计模块2、惯性测量单元模块3采集的信息，并且导航计算机5将解算的车辆位置信息传输至地图匹配模块4，地图匹配模块4将获取的信息与导航地图数据库6的实际位置进行匹配并调整至最准确的位置，同时修正或消除下一个地图匹配步骤的累计误差，并将准确的车辆位置信息传输至数字地图显示器7进行显示，使用户得到准确的定位。

为了进一步优化上述技术方案，GPS模块1有效时，一种车载组合导航定位系统采用GPS模块1和惯性测量单元模块3的组合导航；GPS模块1失效时，一种车载组合导航定位系统采用里程计模块2和惯性测量单元模块3的组合导航。

为了进一步优化上述技术方案，里程计模块2设置有里程计，里程计是由磁电传感器和贴于车轮的磁片构成的，在车辆行驶的过程中磁电传感器产生周期性脉冲信号，通过周期性脉冲信号的计数，将车辆运动水平方向信息提供给导航计算机5。

为了进一步优化上述技术方案，惯性测量单元模块3是由三轴陀螺仪和三轴加速度计构成的，并且通过三轴陀螺仪和三轴加速度计将车辆的姿态、速度、位置信息传输至导航计算机5。

为了进一步优化上述技术方案，地图匹配模块4均通过通信接口与导航地图数据库6和数字地图显示器7进行连接。

为了进一步优化上述技术方案，GPS模块1用于提供车辆位置、速度的信息。

为了进一步优化上述技术方案，里程计模块2用于提供车辆水平位置、速度的信息。

为了进一步优化上述技术方案，惯性测量单元模块3用于提供车辆速度、姿态和位置的信息。

为了进一步优化上述技术方案，GPS模块1判断GPS信号是否有效，即可判断可观测卫星数量是否小于四颗或者位置精度小于4.0。

为了进一步优化上述技术方案，GPS模块1的信号有效的时候，采用GPS模块1和惯性测量单元模块3的组合导航，使GPS定位信息周期性修正惯性导航单元，提高整个系统长时间定位精度和导航信息的输出率。

为了进一步优化上述技术方案，GPS模块1信号失效的时候，采用里程计模块2和惯性测量单元3组合导航，使里程计模块2来辅助惯性测量单元进行导航，提高车导航定位的精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种车载组合导航定位系统，其特征在于，包括：GPS模块(1)、里程计模块(2)、惯性测量单元模块(3)、地图匹配模块(4)、导航计算机(5)；所述GPS模块(1)、所述里程计模块(2)、所述惯性测量单元模块(3)和所述地图匹配模块(4)均通过RS-232串行接口或USB接口与所述导航计算机(5)进行连接；所述地图匹配模块(4)连接有导航地图数据库(6)和数字地图显示器(7)；所述一种车载组合导航定位系统的所述导航计算机(5)通过RS-232串行接口或USB接口获取所述GPS模块(1)、所述里程计模块(2)、所述惯性测量单元模块(3)采集的信息，并且所述导航计算机(5)将解算的车辆位置信息传输至所述地图匹配模块(4)，所述地图匹配模块(4)将获取的信息与所述导航地图数据库(6)的实际位置进行匹配并调整至最准确的位置，同时修正或消除下一个地图匹配步骤的累计误差，并将准确的车辆位置信息传输至所述数字地图显示器(7)进行显示，使用户得到准确的定位。

2.根据权利要求1所述的一种车载组合导航定位系统，其特征在于，所述GPS模块(1)有效时，所述一种车载组合导航定位系统采用所述GPS模块(1)和所述惯性测量单元模块(3)的组合导航；所述GPS模块(1)失效时，所述一种车载组合导航定位系统采用所述里程计模块(2)和所述惯性测量单元模块(3)的组合导航。

3.根据权利要求1所述的一种车载组合导航定位系统，其特征在于，所述里程计模块(2)设置有里程计，所述里程计是由磁电传感器和贴于车轮的磁片构成的，在车辆行驶的过程中所述磁电传感器产生周期性脉冲信号，通过周期性脉冲信号的计数，将车辆运动水平方向信息提供给所述导航计算机(5)。

4.根据权利要求1所述的一种车载组合导航定位系统，其特征在于，所述惯性测量单元模块(3)是由三轴陀螺仪和三轴加速度计构成的，并且通过所述三轴陀螺仪和所述三轴加速度计将车辆的姿态、速度、位置信息传输至所述导航计算机(5)。

5.根据权利要求1所述的一种车载组合导航定位系统，其特征在于，所述地图匹配模块(4)均通过通信接口与所述导航地图数据库(6)和所述数字地图显示器(7)进行连接。

6.根据权利要求1或5所述的一种车载组合导航定位系统，其特征在于，所述地图匹配模块(4)是通过车载多源组合定位导航算法将获取的信息与所述导航地图数据库(6)的实际位置进行匹配并调整至最准确的位置。