專利名稱：基于bd、gps和dr的組合定位裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種汽車定位技術(shù)，尤其是涉及一種基于BD、GPS和DR的組合定
位裝置
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代車輛衛(wèi)星導航和定位的技術(shù)中，廣泛使用了衛(wèi)星定位技術(shù)，例如美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的GL0NASS、中國的北斗定位系統(tǒng)(BD)；特別是GPS，已經(jīng)廣泛使用，只要在車輛上裝載GPS接收機，如果能保證良好地接受到4個衛(wèi)星信號，就能準確知道車輛位置、速度、運動方向等要素。現(xiàn)有的產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)如下1)盡管衛(wèi)星定位技術(shù)日益成熟，但在實際應用中，由于大都市高架、隧道、立交橋等原因，許多地區(qū)衛(wèi)星信號接收不良，導致衛(wèi)星定位信號漂移較大，特別是處于靜止狀態(tài)時。2)現(xiàn)在使用GPS衛(wèi)星和航位推算方法(Dead-Reckoning，使用陀螺儀與車輛里程信號)技術(shù)來解決衛(wèi)星定位盲區(qū)問題；但由于道路上下坡及轉(zhuǎn)彎時車輛處于傾斜狀態(tài)的實際道路狀態(tài)影響，在隧道等地下建筑中，航位推算的誤差比較大；3)現(xiàn)有航位推算產(chǎn)品中，還沒有考慮北斗定位信息的融合；4)現(xiàn)有產(chǎn)品沒有使用低成本的單晶硅陀螺儀和加速度計。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種連續(xù)準確地對車輛進行定位的基于BD、GPS和DR的組合定位裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種基于BD、GPS和DR的組合定位裝置，其特征在于，包括CPU、角速度傳感器、三軸加速度計、里程表、GPS接收機、GPS天線、BD接收機、LDO(低壓差線性穩(wěn)壓器)、電平轉(zhuǎn)換模塊、里程信號耦合電路、倒車信號耦合電路，所述的CPU分別與角速度傳感器、三軸加速度計、BD接收機、電平轉(zhuǎn)換模塊、里程信號耦合電路、倒車信號耦合電路連接，所述的LDO分別與GPS接收機、電平轉(zhuǎn)換模塊連接，所述的GPS接收機與電平轉(zhuǎn)換模塊連接，所述的里程表與里程信號耦合電路連接，所述的GPS接收機與GPS天線連接。還包括GPS天線過流檢測模塊、GPS天線開路檢測模塊，所述的GPS天線過流檢測模塊、GPS天線開路檢測模塊分別與CPU連接。所述的角速度傳感器為單軸陀螺儀。所述的CPU還設有I2C總線，CPU通過I2C總線分別與角速度傳感器、三軸加速度計連接。所述的CPU通過DI (數(shù)字信號輸入)接口分別與里程信號耦合電路、倒車信號耦合電路、GPS天線過流檢測模塊、GPS天線開路檢測模塊連接，所述的CPU通過AI (模擬信號輸入)接口與角速度傳感器連接。所述的組合定位裝置通過郵票孔焊接連接方式與外部主機連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點1)能夠提 供給車輛定位服務的任何終端集成使用。它利用陀螺傳感器測量角度， 利用三軸加速度計測量速度與姿態(tài)的同時，還利用里程表測量速度，通過基于參數(shù)估計的多傳感器信息融合技術(shù)有效地確定移動車輛的精確位置，具有自主性和可靠的精度，將在未來的衛(wèi)星導航定位技術(shù)發(fā)展中占有十分重要的地位；2)連續(xù)準確地對車輛進行定位，在短時間內(nèi)具有良好的定位精度，在衛(wèi)星信號不好的地方，也能得到穩(wěn)定、連續(xù)、準確的車輛定位信息；本實用新型具有接受電子地圖匹配數(shù)據(jù)接口，來提高定位精度和大大延長車輛在衛(wèi)星定位盲區(qū)有效定位時間；3)除了支持GPS衛(wèi)星信號外，還融合了北斗定位信號，支持北斗定位信息與航位推算的融合；4)使用三軸加速度計與Z軸陀螺儀解算車輛姿態(tài)，用于航位推算的補償，提高車輛處于坡道或者坡道轉(zhuǎn)彎時水平位移的測量精度和轉(zhuǎn)彎角速度測量精度；5)使用三軸加速度計測量車輛的速度，聯(lián)合陀螺儀測量的角速度，在沒有車輛里程表信號的狀態(tài)下，實現(xiàn)航位推算功能；6)本實用新型是一個完整的組合定位小系統(tǒng)，不僅內(nèi)置衛(wèi)星接收天線開路檢測與短路自動保護電路，而且內(nèi)置車輛里程信號、倒車信號的處理，可以直接連接車輛信號；7)本實用新型采用郵票孔焊接連接方式，尺寸為25. 5*25. 4*3. 5，方便系統(tǒng)集成使用。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的工作流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例如圖1所示，一種基于BD、GPS和DR的組合定位裝置，包括CPU1、角速度傳感器2、 三軸加速度計3、里程表、GPS接收機4、GPS天線5、BD接收機6、LD07、電平轉(zhuǎn)換模塊8、里程信號耦合電路9、倒車信號耦合電路10、GPS天線過流檢測模塊11、GPS天線開路檢測模塊12，所述的CPUl分別與角速度傳感器2、三軸加速度計3、BD接收機6、電平轉(zhuǎn)換模塊8、 里程信號耦合電路9、倒車信號耦合電路10連接，所述的LD07分別與GPS接收機4、電平轉(zhuǎn)換模塊8連接，所述的GPS接收機4與電平轉(zhuǎn)換模塊8連接，所述的里程表與里程信號耦合電路9連接，所述的GPS接收機4與GPS天線5連接。所述的GPS天線過流檢測模塊11、 GPS天線開路檢測模塊12分別與CPUl連接。所述的角速度傳感器2為MEMS單軸陀螺儀。 所述的CPUl還設有I2C總線，CPUl通過I2C總線分別與角速度傳感器2、三軸加速度計3連接。選用ENERGY公司M3架構(gòu)32位微處理器EFM32G210F128為本實用新型CPUl ；在CPUl中運行本實用新型的應用軟件。選用MEMS單軸陀螺儀的型號為SSZ0304或SSZ0104，測量角度變化范圍100度/ 秒，該陀螺儀輸出角速度模擬值送到CPUl的AI端口 ；該陀螺儀的角速度測量信號也通過 I2C總 線送到CPUl。選用Freescale公司MMA7455或MMA8452三軸加速度計3測量車輛速度信號和車輛的姿態(tài)，加速度計測量信號通過I2C總線送給CPUl。；選用GPS接收機4型號為Jupiter F2，該GPS接收機4內(nèi)置在本組合定位模塊上， GPS接收機4輸出定位電文通過串行口送到CPU1。選用型號CC100-BG的BD接收機6作為本實用新型外接北斗定位接收機，北斗的定位電文通過串行口送到CPU 1。內(nèi)置3. 3V到1. 8VLD0 7，為模塊內(nèi)置GPS接收機4提供電源；使用電平轉(zhuǎn)換模塊完成1. 8V與3. OV接口邏輯的兼容。使用車輛本體里程表信號，通過里程信號耦合模塊9送到CPUl數(shù)字輸入端口。使用車輛本體倒車信號，通過倒車信號耦合模塊10送到CPUl數(shù)字輸入端口。本實用新型通過串行口與主機相連接，這個串口不僅用于本實用新型的定位數(shù)據(jù)輸出，而且通過這個串口，上位機可以配置管理本實用新型的參數(shù)設定，還可以用于接收地圖匹配數(shù)據(jù)，實現(xiàn)模塊電子地圖匹配定位。如圖2所示，本實用新型的工作流程如下步驟101、開啟，并初始化； 步驟102、開啟接口管理模塊，CPU向GPS接收機和BD接收機讀取衛(wèi)星定位報文信息；步驟103、CPU同時讀取角速度測量數(shù)據(jù)和速度測量數(shù)據(jù)，并通過航位推算算法來計算出自主定位數(shù)據(jù)；步驟104、CPU判斷衛(wèi)星信號是否穩(wěn)定，衛(wèi)星定位精度是否小于設定的值，若衛(wèi)星信號穩(wěn)定或衛(wèi)星定位精度小于設定的值，直接輸出自主定位數(shù)據(jù)，否則執(zhí)行步驟105 ；步驟105、CPU將衛(wèi)星定位報文信息與自主定位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一坐標下，采用卡爾曼濾波器濾波后輸出組合定位信息，通過衛(wèi)星定位報文信息來校準外部傳感器。所述的角速度測量數(shù)據(jù)的獲得如下從陀螺儀中獲得角速度信號，并通過三軸加速度計獲得加速度信號進行測量補償，得到每秒車輛角度變化值。所述的速度測量數(shù)據(jù)的獲得如下同時獲取里程表的速度信號和三軸加速度計的加速度信號，并輸出聯(lián)合補償后水平速度解算值。所述的自主定位數(shù)據(jù)包括車輛的位置信息、航向信息。
權(quán)利要求1.一種基于BD、GPS和DR的組合定位裝置，其特征在于，包括CPU、角速度傳感器、三軸加速度計、里程表、GPS接收機、GPS天線、BD接收機、LDO、電平轉(zhuǎn)換模塊、里程信號耦合電路、倒車信號耦合電路，所述的CPU分別與角速度傳感器、三軸加速度計、BD接收機、電平轉(zhuǎn)換模塊、里程信號耦合電路、倒車信號耦合電路連接，所述的LDO分別與GPS接收機、電平轉(zhuǎn)換模塊連接，所述的GPS接收機與電平轉(zhuǎn)換模塊連接，所述的里程表與里程信號耦合電路連接，所述的GPS接收機與GPS天線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BD、GPS和DR的組合定位裝置，其特征在于，還包括GPS天線過流檢測模塊、GPS天線開路檢測模塊，所述的GPS天線過流檢測模塊、GPS天線開路檢測模塊分別與CPU連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BD、GPS和DR的組合定位裝置，其特征在于，所述的角速度傳感器為單軸陀螺儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BD、GPS和DR的組合定位裝置，其特征在于，所述的CPU還設有I2C總線，CPU通過I2C總線分別與角速度傳感器、三軸加速度計連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BD、GPS和DR的組合定位裝置，其特征在于，所述的CPU通過DI接口分別與里程信號耦合電路、倒車信號耦合電路、GPS天線過流檢測模塊、 GPS天線開路檢測模塊連接，所述的CPU通過AI接口與角速度傳感器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于BD、GPS和DR的組合定位裝置，其特征在于，所述的組合定位裝置置通過郵票孔焊接連接方式與外部主機連接。
專利摘要本實用新型涉及一種基于BD、GPS和DR的組合定位裝置，包括CPU、角速度傳感器、三軸加速度計、里程表、GPS接收機、GPS天線、BD接收機、LDO、電平轉(zhuǎn)換模塊、里程信號耦合電路、倒車信號耦合電路，所述的CPU分別與角速度傳感器、三軸加速度計、BD接收機、電平轉(zhuǎn)換模塊、里程信號耦合電路、倒車信號耦合電路連接，所述的LDO分別與GPS接收機、電平轉(zhuǎn)換模塊連接，所述的GPS接收機與電平轉(zhuǎn)換模塊連接，所述的里程表與里程信號耦合電路連接，所述的GPS接收機與GPS天線連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有連續(xù)準確地對車輛進行定位等優(yōu)點。
文檔編號G01C21/28GK202057801SQ20112004129
公開日2011年11月30日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者何鐵, 王喜超 申請人:上海航鼎電子科技發(fā)展有限公司