[实用新型]基于传感器的惯性导航系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车导航和车辆跟踪系统，具体涉及一种惯性导航系统。

背景技术

目前全球定位系统(Global Position System，简称“GPS”)技术已经广泛地应用于汽车导航和车辆跟踪系统中。有效的汽车导航和车辆跟踪应用只能在GPS接收机提供准确的位置信息与导航软件提供实时的地图数据库的前提下才能实现。GPS接收机所提供的位置信息需要覆盖街道，小巷，隧道，地下通道，高架桥下的道路，室内和地下停车场等各种环境。GPS系统包括卫星的数量超过24颗，在6个不同的轨道面运行。GPS接收机至少要收到4颗以上(包括4颗)的卫星信号才能计算出准确的位置信息。然而目前城市中高度密集的建筑物会阻挡卫星信号，使得GPS接收机可接收到其数据的卫星数量小于4颗，并且，由于GPS信号在建筑物中经过多次折射和反射传播，会使GPS信号产生多径效应，从而会降低GPS接收机输出的位置信息的准确度。更严重的情况是在隧道，室内和地下停车场等环境中，GPS信号强度太低而导致GPS接收机基本上不能接收到卫星数据因而无法输出位置信息。

提高GPS接收机本身的灵敏度和消除多径效应的影响并不能完全解决上述问题。因此，需用提供一种有效的导航系统来改善GPS接收机的有效位置覆盖范围和位置输出精度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于传感器的惯性导航系统，该惯性导航系统是将惯性导航技术与GPS技术相结合的车载导航终端。惯性导航技术是基于一个已知的位置点P(n)，并通过终端设备的位置偏移量(偏移的距离和偏移的方向)来判断下一个位置点P(n+1)的一种定位方法，汽车电子传感器可以提供方向和距离信息。GPS接收机可以在卫星信号强度较好的情况下使用卫星数据定位，在GPS卫星信号强度较低的情况下通过传感器数据定位，也可以将通过卫星信号计算的位置信息与传感器计算的位置信息结合起来，从而取得更准确的位置信息。

根据本实用新型的一方面，提出了一种基于传感器的惯性导航系统，其特征在于，包括：主控模块、GPS接收模块、CAN总线控制模块、陀螺仪传感器、速度脉冲传感器、轮胎转速差传感器，其中：

所述陀螺仪传感器、速度脉冲传感器、轮胎转速差传感器通过CAN总线与CAN总线控制器双向连接，用于将包括汽车转向角度、汽车速度、汽车轮胎转速差的信息传送给所述CAN总线控制器；

所述CAN总线控制器通过SPI接口与GPS接收模块双向连接，用于在将包括汽车转向角度、汽车速度、汽车轮胎转速差的信息转换成GPS接收模块可以识别的UBX指令之后，将所述指令传送给所述GPS接收模块；

所述GPS接收模块通过UART接口与主控模块双向连接，用于在将从所述CAN总线控制器获取的包括汽车转向角度、汽车速度、汽车轮胎转速差的信息与所述GPS接收模块自身接收到GPS卫星数据相结合并计算出所述惯性导航系统的包括地理位置信息、时间信息、卫星参数的信息之后，将所述惯性导航系统的包括地理位置信息、时间信息、卫星参数的信息传送给所述主控模块；

所述主控模块与所述显示终端设备双向连接，用于在将所述GPS接收模块得到的地理位置和时间信息与地图和导航软件相结合之后，将所述地理位置和时间信息显示在所述显示终端设备上。

在一优选实施例中所述GPS接收模块是u-blox 6代LEA-6R模块。

在一优选实施例中所述陀螺仪传感器是EPSON VX-8000C。

在一优选实施例中，所述速度传感器与轮胎转速差传感器为汽车电子系统自带传感器。

在一优选实施例中，所述主控模块包括Samsung处理器S3C2440。

在一优选实施例中，所述主控模块还包括UART接口和显示屏接口，所述UART接口连接所述GPS接收模块的UART接口并与所述处理器S3C2440双向连接，所述显示屏接口与所述处理器S3C2440双向连接。在一优选实施例中，所述主控模块还包括TF接口，通过所述TF接口连接外接数据源。

在一优选实施例中，所述显示终端设备是触摸式显示终端设备。

在一优选实施例中，还包括与所述主控模块双向连接的存储器，所述存储器包括随机存储器、闪存。

本实用新型由于采用以上技术方案，GPS接收机在不能正常接收足够多的GPS卫星信号的情况下，利用传感器给出的汽车转向角度，速度和轮胎转速差等信息，持续输出终端信息，主控模块将位置信息与地图和导航软件相结合，在显示设备上显示出来，从而有效地改善GPS接收机的有效位置覆盖范围和位置输出精度。

附图说明