[发明专利]微惯性导航系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导航系统与方法，尤其涉及一种以GPS信号搭配整合 惯性元件所提供的信息，用以进行立体道路导航的微惯性导航系统与方法。

背景技术

得益于科技进步，使得卫星定位装置已不再是高档的电子产品，且由于 生活水准提高，人们逐渐重视休闲下，许多驾驶人会在汽车中加装卫星定位 装置，用以在广大的活动空间及复杂的交通网路中，定位出车辆所在，因此 使得近年来卫星定位装置的销售数量大幅增加。

而目前车辆的导航是以卫星定位来完成的，也即利用卫星定位装置上安 装一导航软件，通过该导航软件将导航信息显示在显示器上，以提供驾驶人 道路导航的信息。请参阅图1所示，以往导航系统包含有一输入装置1a、 一GPS接收装置2a、一平面电子地图数据库3a、一路径选择装置4a、一 导航软件装置5a、一通信装置6a与一显示装置7a。

该输入装置1a用来提供功能的选择，而该GPS接收装置2a用来接收 卫星信号而定位汽车目前所在的位置，并将此一相关信息提供给该导航软件 装置5a以及该路径选择装置4a，而该平面电子地图数据库3a存有平面电 子地图以及相关的坐标、属性等信息。

路径选择装置4a可以依据输入装置1a的指令要求，自该平面电子地图 数据库3a中所存储的庞大信息中提取使用者所需要的部份。接着再由该路 径选择装置4a依据使用者的指示，决定一起点与一终点，并寻找一条花费 最少时间与距离，而能由起点到终点的导引路径。

该通信装置6a则是能够与一行控中心进行无线信息交换，因此能够提 供驾驶人即时路况以及相关情报。故当导航软件装置5a接收到上述导引路 径、目前所在位置及平面电子地图等相关信息后，就能够产生一结果影像8 a并传送至该显示装置7a上加以显示(如图2所示)，通过此引导驾驶人。

然而，公知导航定位装置具有以下缺点：

仅提供二维平面道路导航，无法进一步提供准确的道路环境(高架桥或 地下道)，导致驾驶人误判行进路线。

一旦接收不到GPS信号时，整个导航定位装置将失灵，丧失导航的功 能。

公知导航定位装置内需额外加装信息处理软件用以将GPS信号转换 成适合导航软件所用的通信协议格式。

发明内容

于是，本发明人为改善上述缺点，提出一种合理且有效改善上述缺点的 本发明。

本发明的主要目的，在于提供一种微惯性导航系统及方法，通过惯性测 量元件提供车辆三维状态信息，并搭配GPS信号，提供驾驶人更精确的立 体道路导航，且一旦无任何GPS信号时，也能提供无中断信号进行持续的 定位与追踪。

为了达成上述的目的，本发明提供一种微惯性导航系统，其特征在于包 括有：一微惯性处理子系统，该微惯性处理子系统具有一GPS信号接收模 块、一微控制处理单元(MCU)与一惯性感测单元，其中该GPS信号接 收模块与该惯性感测单元电性连接该微控制处理单元；一导航处理子系统， 该导航处理子系统具有一导航软件模块与一电子地图数据库，其中该导航软 件模块内设置有一处理器，该处理器电性连接该导航软件模块、该电子地图 数据库与该微控制处理单元。

本发明提供一种微惯性导航方法，其特征在于包括以下步骤：由一GP S信号接收模块接收一GPS信号，该GPS信号通过该GPS信号接收模 块传送至一微控制处理单元(MCU)中处理；由一惯性感测单元测量车辆 运动状态以提供一车辆三维状态信息，并且该惯性感测单元输出该车辆三维 状态信息至该微控制处理单元中处理；而后，该微控制处理单元整合处理该 GPS信号与该车辆三维状态信息，提供一符合导航软件通信协议格式的三 维导航信息，并且将该三维导航信息以有线信息传输方式或无线信息传输方 式传送至一处理器中运算处理；随后，由一电子地图数据库提供一立体道路 地图信息至该处理器中处理；最后该处理器整合处理该三维导航信息与该立 体道路地图信息，以提供一立体道路导航信息给驾驶人。