[发明专利]一种助航灯快速布置特种车辆的综合定位导航设备

说明书

本发明公开一种助航灯快速布置特种车辆的综合定位导航设备，涉及定位导航技术领域。本发明通过差分北斗卫星接收机、单点北斗卫星接收机、边线相机、惯导模块、角度和角速度传感器、激光测高仪等信号来综合定位特种车辆的位置信息和行进方向信息，可为机场助航灯的快速布置等任务的实现提供可靠、高精度的定位导航支持。本发明综合利用北斗卫星信号和多种传感器信息，具有定位和导航精度高的优点，且具有多种可以自由切换的工作模式，在差分北斗卫星信号不可用以及机场跑道边线视觉不可用的情形下仍具有一定的适用性。

技术领域

本发明属于定位导航技术领域，具体涉及一种助航灯快速布置特种车辆的综合定位导航设备。

背景技术

在一些特殊应用的场合，如机场助航灯布置、街道路灯布置、划车道线等任务场景下，就需要执行这些特殊任务的特种车辆有很高精度的定位能力和导航能力，能够精准地按照规划的指标完成上述任务。

专利CN 208477375 U(名称：一种基于智能车的定位导航设备，授权公告日：2019.02.25)公开了一种包括壳体、转动杆、伸缩天线装置、滑动块等组成的基于智能车的定位导航设备，解决了现有智能车定位导航设备所使用的信息传输装置不能很好地将信息传输出去以及信息传输性能达不到要求的问题。

文献“基于北斗定位的组合导航设备的设计与实现”(作者：郭杰；类型：工程硕士学位论文；单位：西安电子科技大学；时间：2018年12月)研究了基于北斗导航定位的组合导航设备设计和实现方法，介绍了该组合导航设备的总体要求，提出了使用惯性导航模块为计算和传输核心计算姿态信息和传输多路信息，并在此基础上提供了其他通用性的案例。

由于任务的特殊性，要求这类特种车辆的定位导航设备具有很高的定位和导航精度，而且定位导航设备的应用又往往受到使用环境的诸多限制，需要集成多种传感器，互为辅助地提供定位导航信息，截止目前，还没有关于这类助航灯快速布置特种车辆的高精度综合定位导航设备的相关文献资料。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种助航灯快速布置特种车辆的综合定位导航设备，旨在为该类特种车辆提供可靠的、高精度的定位导航设备，为特种车辆完成既定布置任务提供必要的技术支撑。

为实现上述目的，本发明基于北斗卫星系统，提出一种助航灯快速布置特种车辆的综合定位导航设备，包括车载硬件子系统、导航软件子系统和显示终端子系统。

所述车载硬件子系统包括接收传感部分、接口部分和处理部分，其中，接收传感部分包括差分北斗接收机、惯导模块、方向盘角度传感器、车轮角度传感器、车轮角速度传感器、车轮中心激光测高仪、单点北斗接收机和边线相机，接口部分包括激光测高仪接口、角度传感器接口、角速度传感器接口和视觉设备接口，处理部分包括图像处理模块和CPU控制板；所述差分北斗接收机和所述单点北斗接收机提供特种车辆位置和行进方向测量，所述惯导模块提供加速度、角速度、角度测量，所述方向盘角度传感器提供转弯角度测量，所述车轮角度传感器提供车轮圈数测量，所述车轮角速度传感器提供车辆的行进速度测量，所述车轮中心激光测高仪提供车轮的对地高度，间接测量由于车轮凹陷造成的行驶误差，所述边线相机用于检测机场跑道的边线，用于修正特种车辆的行进方向；所述图像处理模块上设有所述视觉设备接口，用于接入所述边线相机的视觉信号，图像处理模块的处理结果传输给CPU控制板；所述CPU控制板上设有所述激光测高仪接口、角度传感器接口和角速度传感器接口，所述车轮中心激光测高仪通过所述激光测高仪接口与CPU控制板相连，所述方向盘角度传感器和所述车轮角度传感器通过所述角度传感器接口与CPU控制板相连，所述车轮角速度传感器通过所述角速度传感器接口与CPU控制板相连；

所述导航软件子系统中集成有定位导航算法，用于特种车辆位置和行进方向的确定；

所述显示终端子系统用于特种车辆定位、导航信息的显示。

所述定位导航算法包括差分北斗和惯导组合滤波器、传感器和惯导组合滤波器。