利用航位推算和gps的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用航位推算和GPS的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)及其方法，更詳細地說，涉及一 種利用航位推算和GPS的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)及其方法，通過補償GPS接收數(shù)據(jù)的非連續(xù)性而提 高了定位的穩(wěn)健性。
【背景技術(shù)】
[0002] 因低級、小型、低電力、低價的全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System :以下 稱〃GPS")接收器的開發(fā)，商用車輛導(dǎo)航系統(tǒng)主要使用的定位傳感器為GPS接收器，使GPS 接收器獲得的車輛位置信息與數(shù)字地圖進行地圖匹配（mapmatching)而向使用者提供基 于位置的服務(wù)（LBS:Location Based Service),如提供自己的位置、速度等導(dǎo)航信息及引 路、告知危險區(qū)域等。
[0003] 但是，GPS接收器的問題點在于，在隧道、地下停車場、城市中心區(qū)域等會導(dǎo)致GPS 信號完全/部分隔絕的地點，無法提供正確的位置信息。
[0004] 因此，為了無間斷地提供這種定位信息，結(jié)合由速度計、地磁場傳感器、慣性傳感 器等構(gòu)成的航位推算（DR:Dead Reckoning-航位推算）系統(tǒng)與GPS接收器而構(gòu)成DR/GPS 復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0005] 這種DR/GPS復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)可根據(jù)航位推算（DR)的形態(tài)、復(fù)合技法、復(fù)合濾波器而 構(gòu)成為多種形態(tài)。
[0006] 這里，作為復(fù)合濾波器，大部分使用卡爾曼濾波器。為了將用于線性系統(tǒng)的卡 爾曼濾波器適用到非線性系統(tǒng)即DR/GPS復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)而使用擴展卡爾曼濾波器（EKF : Extended Kalman Filter)〇
[0007] 另外，GPS接收的數(shù)據(jù)相比同一時間輸入的其他傳感器數(shù)據(jù)而言，屬于時間遲延 (Delay)的數(shù)據(jù)，因此若不考慮此而結(jié)合GPS接收數(shù)據(jù)與DR數(shù)據(jù)，會降低自己位置推測的性 能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] (要解決的技術(shù)問題）
[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用航位推算和GPS的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)及其 方法，補償GPS接收數(shù)據(jù)的非連續(xù)性而提高了定位的穩(wěn)健性。
[0010] 本發(fā)明的目的并不限定于以上涉及的目的，未涉及的其他目的可通過如下記載而 被本領(lǐng)域從業(yè)者所明確理解。
[0011](解決問題的手段）
[0012] 如所述，為達成本發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明的一實施例的利用航位推算與GPS的復(fù)合導(dǎo) 航系統(tǒng)，包括：GPS接收部，接收GPS數(shù)據(jù)；航位推算部，利用輪速、轉(zhuǎn)向角及角速度而生成航 位推算信息；緩沖部，保存所述航位推算信息；及過濾部，利用所述GPS接收部的輸出信息 及保存到所述緩沖部的所述航位推算信息中的至少一個而生成移動體的定位信息。
[0013] 所述航位推算部，包括：移動距離演算部，利用所述輪速而演算所述移動體的移動 距離；曲率演算部，利用所述角速度及所述轉(zhuǎn)向角而演算所述移動體的行駛曲率；推測部， 利用演算的移動距離及演算的行駛曲率而推測所述移動體的定位信息。
[0014] 所述航位推算部還包括：偏差補正部，補正所述角速度的偏移偏差（Offset Bias)〇
[0015] 所述緩沖部按照已設(shè)定的規(guī)定個數(shù)，保存從當前時點到之前時點所生成的所述航 位推算信息。
[0016] 當所述GPS接收部的輸出信息被輸入到所述復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)的周期時，所述過濾部 考慮到所述GPS接收部與所述航位推算部之間的時間遲延，從所述緩沖部選擇所述GPS接 收部的輸出信息及同步的航位推算信息，利用所述GPS接收部的輸出信息及所述被選的航 位推算信息而生成所述移動體的定位信息。
[0017] 當所述GPS接收部的輸出信息未輸入到所述復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)的周期時，所述過濾部 只利用所述航位推算信息而生成所述移動體的定位信息。
[0018] 所述過濾部基于利用所述GPS接收部的輸出信息及所述被選的航位推算信息而 生成的所述移動體的定位信息，更新保存到所述緩沖部的所述航位推算信息。
[0019] 并且，根據(jù)本發(fā)明的一實施例的利用航位推算和GPS的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)，還可包括： 合并判斷部，比較所述GPS接收部的輸出信息與所述被選的航位推算信息之間的偏差和預(yù) 期誤差，判斷所述GPS接收部的輸出信息及所述被選的航位推算信息的合并與否。
[0020] 當所述偏差超過所述預(yù)期誤差時，所述合并判斷部只利用所述被選的航位推算信 息而生成所述移動體的定位信息。
[0021] 為達成前述目的的，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的利用航位推算和GPS的復(fù)合導(dǎo)航 系統(tǒng)，包括：GPS接收部，接收GPS數(shù)據(jù)而每第1周期提供可視衛(wèi)星的位置及偽距信息；航位 推算部，利用輪速、轉(zhuǎn)向角及角速度而每第2周期生成航位推算信息；緩沖部，按照已設(shè)定 的規(guī)定個數(shù)，保存從當前時點到之前時點所生成的所述航位推算信息；及過濾部，利用所述 GPS接收部的輸出信息及保存到所述緩沖部的所述航位推算信息中的至少一個而第3周期 生成移動體的定位信息。
[0022] 當所述第3周期所相應(yīng)的時點，輸入所述GPS接收部的輸出信息時，所述過濾部考 慮到所述GPS接收部及所述航位推算部之間的時間遲延，從所述緩沖部選擇所述GPS接收 部的輸出信息及同步的航位推算信息，并利用所述GPS接收部的輸出信息及所述被選的航 位推算信息而生成所述移動體的定位信息。
[0023] 并且，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的利用航位推算和GPS的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)，還可包 括：合并判斷部，比較所述GPS接收部的輸出信息及所述被選的航位推算信息之間的偏差 與預(yù)期誤差，所述偏差超過所述預(yù)期誤差時，判斷為只利用所述被選的航位推算信息而生 成所述移動體的定位信息。為達成前述目的的，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的利用航位推算 和GPS的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)的位置推測方法，包括：處理已接收的GPS數(shù)據(jù)而生成移動體的第1 位置信息的步驟；利用輪速、轉(zhuǎn)向角及角速度而生成所述移動體的第2位置信息的步驟；保 存所述第2位置信息的步驟；及利用所述第1位置信息及所述保存的第2位置信息中的至 少一個而生成移動體的定位信息。
[0024](發(fā)明的效果）
[0025] 根據(jù)如上所述的本發(fā)明，其優(yōu)點在于，通過補償GPS接收數(shù)據(jù)的非連續(xù)性而保障 定位的穩(wěn)健性。
【附圖說明】
[0026] 圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的利用航位推算和GPS的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)的框圖。
[0027] 圖2是用于說明圖1中圖示的過濾部中合并GPS接收部的輸出信息與航位推算信 息的方法的圖。
[0028] 圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的利用航位推算和GPS的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)的位置推 測方法的順序圖。
【具體實施方式】
[0029] 本發(fā)明的優(yōu)點及特征，以及達成這些的方法，可通過參照附圖和詳細說明的實施 例而明確理解。但本發(fā)明并不限定于以下公開的實施例，而是以多種形態(tài)體現(xiàn)，提出這些實 施例的目的在于，使本發(fā)明公開完整，并向本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域具有一般知識的人完整地 告知本發(fā)明的范疇，本發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求的范圍而定義。另外，本說明書中使用的用語是為 了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明。除了有特殊說明的以外，本說明書中的單數(shù)型包括 復(fù)數(shù)型。說明書中使用的"包括（comprises)"及/或"包括的（comprising)"涉及的構(gòu)成 要素、階段、動作及/或要素并不排除一個以上的其他構(gòu)成要素、階段、動作及/或要素的存 在或增加。
[0030] 下面，參照附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。首先，關(guān)于為各附圖的構(gòu)成要 素附加參照符號，相同的構(gòu)成要素即使標示在不同的附圖上，也盡可能使用了相同的符號。 并且，說明本發(fā)明時，判斷為相關(guān)的公開構(gòu)成或功能的具體說明有可能會混淆本發(fā)明的技 術(shù)要旨時，省略其詳細的說明。
[0031] 圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的利用航位推算和GPS的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)的框圖。
[0032] 參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例的利用航位推算和GPS的復(fù)合導(dǎo)航系統(tǒng)包括：GPS 接收部100、航位推算部200、緩沖部300、合并判斷部400、過濾部500。
[0033] GPS接收部100從GPS衛(wèi)星接收移動體的定位數(shù)據(jù)（緯度、經(jīng)度，