CN208384124U - 一种车载定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种车载定位装置，属于车辆导航定位技术领域，包括：中央处理器及与其电性连接的车载卫星接收端、惯性导航单元、通信组件，其中，车载卫星接收端包含：卫星信号接收天线及定位信息处理器，二者相连接；惯性导航单元包含：三轴陀螺仪、三轴加速度计和惯性导航处理器，惯性导航处理器与三轴陀螺仪及三轴加速度计均电性连接，其还电性连接中央处理器；通信组件，通过无线通信方式连接车辆驾驶管理平台。本实用新型的装置能够实现车辆的持续高精度定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种车载定位装置，其融合了卫星定位及惯性导航系统，属于车辆导航定位技术领域。
背景技术
卫星导航已给人们的生活带来极大便利，汽车导航仪、手机导航软件无不给人们的出行带来很多帮助。随着我国自主北斗（BD）卫星导航产业的发展，未来会有更多卫星导航产品服务于人们的生活。但是目前的卫星导航、定位产品在精度和可用性上存在很多不足，例如定位精度低、环境影响大（易受遮挡/干扰）。尤其在城市高楼林立的路上、高架桥下和立交桥路口等严苛环境下车载卫星导航设备很有可能出现严重的定位错误。目前，对大型客车、公交车、中型客车及大型货车等，省级公安机关交通管理部门根据实际增加了山区、隧道、陡坡等复杂道路驾驶考试内容；而在山区、隧道等路段车载卫星定位设备无法实现对车辆的高精度定位，严重影响了车辆在驾驶考试过程中的监考与评判。这些性能缺陷使得现有的卫星定位系统无法满足智能交通领域的要求。
惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。
惯性导航系统和卫星定位系统具有很强的互补特性。利用其各自的优点，卫星定位系统和惯性导航系统可以构建一个组合型定位导航系统，为车辆提供连续无缝的高精度定位导航服务。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种车载定位装置，以解决现有技术中卫星定位系统在卫星信号弱或遮挡严重的道路环境下定位精度低的问题。本实用新型能够实现车辆的持续高精度定位。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型的一种车载定位装置，包括：中央处理器及与其电性连接的车载卫星接收端、惯性导航单元、通信组件，其中，
车载卫星接收端，包含：卫星信号接收天线及定位信息处理器，二者相连接；
惯性导航单元，包含：三轴陀螺仪、三轴加速度计和惯性导航处理器，惯性导航处理器与三轴陀螺仪及三轴加速度计均电性连接，该惯性导航处理器还电性连接中央处理器；
通信组件，通过无线通信方式连接车辆驾驶管理平台。
优选地，所述中央处理器、定位信息处理器及惯性导航单元置于一壳体内。
优选地，所述车载卫星接收端采用载波相位差分定位。
优选地，所述装置还包含基准站，其发送差分改正数给定位信息处理器。
优选地，所述卫星信号接收天线为两个，二者间距大于1米。
优选地，所述卫星信号接收天线接收北斗、GPS、格洛纳斯（GLONASS）、伽利略其中的一种或多种卫星信号。
优选地，所述无线通信方式采用3G、4G或5G移动无线通信网络。
优选地，所述车辆驾驶管理平台为驾校管理中心服务器或驾考管理中心服务器。
优选地，所述中央处理器设有数据采集接口组。
优选地，所述数据采集接口组包含：音频/视频采集接口、车辆状态采集接口、超声波检测接口及驾驶信息采集接口。
本实用新型的有益优点：
本实用新型的装置融合了惯性导航和卫星定位技术，保证了定位结果质量；在接收不到卫星信号或在信号质量很差的情况下，利用惯性导航获取车辆的角速度变化量及加速度变化量，实现对车辆的导航定位，提高了车辆导航、定位的精准度。有效地解决了现有技术中大型车辆在驾驶考试过程中卫星定位系统无法满足监考与评判的问题。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构原理框图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
本实用新型融合了惯性导航和卫星定位，在卫星接收信号良好时，由卫星定位主导，惯性导航辅助给出可靠的定位定姿结果；在接收不到卫星信号或在信号质量很差时，由惯性导航主导，持续提供定位结果，实现对车辆的精准导航定位。
参照图1所示，一种车载定位装置，包括：中央处理器及与其电性连接的车载卫星接收端、惯性导航单元、通信组件，其中，
车载卫星接收端，包含：卫星信号接收天线及定位信息处理器，二者相连接，卫星信号接收天线固定于车辆顶部，其接收卫星发出的电磁波信号；定位信息处理器设于车辆后备箱或车厢内，对接收到的位置信号进行放大、滤波、运算处理得到车辆的位置信息，并传输给中央处理器；
惯性导航单元，包含：三轴陀螺仪、三轴加速度计和惯性导航处理器，惯性导航处理器与三轴陀螺仪及三轴加速度计均电性连接，该惯性导航处理器还电性连接中央处理器；陀螺仪与加速度计分别测量车辆的角速度和加速度矢量，由惯性导航处理器计算出车辆某一时刻的位置数据，并传输给中央处理器。
通信组件，与中央处理器、定位信息处理器及惯性导航单元一同置于一壳体内，壳体外接有天线；通信组件通过无线通信方式连接车辆驾驶管理平台，采用3G、4G或5G移动无线通信网络；该车辆驾驶管理平台可以为驾校管理中心服务器或驾考管理中心服务器。通信组件将车辆驾驶过程中产生的相关数据发送给驾驶管理平台，所述的相关数据具体包括：驾驶员身份信息、驾驶员的驾驶操作信息、车辆运行位置信息、车辆状态信息及车辆内的音频/视频数据。
中央处理器，接收车载卫星接收端与惯性导航单元传输的车辆位置信息。在当定位信息处理器接收信号的强度高于设定阈值（该阈值设定可根据情况而定）时，由定位信息处理器主导、惯性导航处理器辅助输出定位定姿结果给中央处理器；在当定位信息处理器接收信号的强度低于设定阈值或无法接收卫星信号时，由惯性导航处理器主导持续输出定位结果给中央处理器；确保中央处理器能够实时接收到车辆的准确位置信息。
优选实施例中，采用载波相位差分定位，卫星信号接收天线采用双天线设计，二者的设置间距大于1米，定位信息处理器根据接收到的车辆行驶道路附近设有的基准站发出的差分改正数对车辆的位置数据进行运算处理，得到车辆的位置信息，定位精度1至2厘米，方向精度0.01度至0.03度。
此外，中央处理器设有数据采集接口组，包含：接收音频/视频数据的音频/视频采集接口、接收车载相关子系统是否正常工作或是否存在功能异常数据的车辆状态采集接口、探测车辆与周边人员或物体距离数据的超声波检测接口及采集驾驶操作信息和车辆运行信息的驾驶信息采集接口。中央处理器根据各接口传输的数据对驾驶员的驾驶过程结果进行判断。
音频/视频采集接口，支持4路视频信号和1路音频信号的采集，采用H.264视频压缩技术，支持PAL和NTSC两种制式，视频采集接口可采用模拟信号接入。
车辆状态采集接口，支持42路以上开关量采集，内置IO隔离单元，能够有效消除车载干扰。
超声波检测接口，接收超声波检测器探测的车辆两侧的物体或人员与车辆的距离。
驾驶信息采集接口，接收驾驶信息采集器采集的驾驶员的驾驶操作信息和车辆运行信息。
所述装置还包括电源组件，与车辆的内部电源连接，对各部件进行供电；其包含：蓄电池、大功率二极管、预绝缘片型母插件、接线端子及接插件，该电源组件具有单向导通功能，仅能实现车辆的内部电源对其进行充电，无法进行其对车辆的内部电源反向充电。电源组件通过无线控制或手动控制实现启停，且内置过压过流保护单元。
尽管以上本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。
Claims (10)
1.一种车载定位装置，其特征在于，包括：中央处理器及与其电性连接的车载卫星接收端、惯性导航单元、通信组件，其中，
车载卫星接收端，包含：卫星信号接收天线及定位信息处理器，二者相连接；
惯性导航单元，包含：三轴陀螺仪、三轴加速度计和惯性导航处理器，惯性导航处理器与三轴陀螺仪及三轴加速度计均电性连接，该惯性导航处理器还电性连接中央处理器；
通信组件，通过无线通信方式连接车辆驾驶管理平台。
2.根据权利要求1所述的车载定位装置，其特征在于，所述中央处理器、定位信息处理器及惯性导航单元置于一壳体内。
3.根据权利要求1所述的车载定位装置，其特征在于，所述车载卫星接收端采用载波相位差分定位。
4.根据权利要求3所述的车载定位装置，其特征在于，所述装置还包含基准站，其发送差分改正数给定位信息处理器。
5.根据权利要求4所述的车载定位装置，其特征在于，所述卫星信号接收天线为两个，二者间距大于1米。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的车载定位装置，其特征在于，所述卫星信号接收天线接收北斗、GPS、GLONASS、伽利略其中的一种或多种卫星信号。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的车载定位装置，其特征在于，所述无线通信方式采用3G、4G或5G移动无线通信网络。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的车载定位装置，其特征在于，所述车辆驾驶管理平台为驾校管理中心服务器或驾考管理中心服务器。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的车载定位装置，其特征在于，所述中央处理器设有数据采集接口组。
10.根据权利要求9所述的车载定位装置，其特征在于，所述数据采集接口组包含：音频/视频采集接口、车辆状态采集接口、超声波检测接口及驾驶信息采集接口。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2017216865918 | 2017-12-06 | ||
| CN201721686591 | 2017-12-06 |
Publications (1)
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Family
ID=64962674
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| CN201821099364.XU Active CN208384124U (zh) | 2017-12-06 | 2018-07-11 | 一种车载定位装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208384124U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110346825A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-18 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车辆定位方法、装置、车辆和存储介质 |
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2018
- 2018-07-11 CN CN201821099364.XU patent/CN208384124U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110346825A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-18 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车辆定位方法、装置、车辆和存储介质 |
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