[发明专利]辅助车载定位系统及车辆的辅助定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种辅助车载定位系统及方法，特别是涉及一种在GPS模块无法定位时利用多种传感器辅助定位的辅助车载定位系统及方法。

背景技术

GPS(全球定位系统)是一种成熟而广泛的应用。其基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可计算出接收机的精确位置信息。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。但是，在实际使用过程中，GPS有着一定的局限性，如在卫星信号微弱，或者由于所处环境的限制无法获取足够的卫星信息的情况下，GPS就无法完成定位，即GPS“失锁”。

倘若能找到一种在GPS无法定位时辅助定位的装置和方法则能从一定程度上消除GPS“失锁”带来的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在卫星信号微弱的环境下GPS无法定位、用户无法及时得知车辆位置的缺陷，提供一种当GPS失锁时、采用多种传感器辅助定位的辅助车载定位系统及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种辅助车载定位系统，其包括一GPS模块以及一无线通信模块，该无线通信模块用于将该GPS模块得到的经纬度信息通过无线网络发送至一服务器和/或一移动终端，该辅助车载定位系统设于一车辆中，其特点在于，该辅助车载定位系统还包括一传感器子系统，该传感器子系统包括：

一速度检测模块，用于检测并记录该车辆的运动速度；

一加速度检测模块，用于检测并记录该车辆的加速度；

一角度传感模块，用于检测并记录该车辆的运动方向的变化量；

一磁力感应模块，用于确定地理南北极方向以及该车辆的运动方向；

该无线通信模块还用于根据该GPS模块最后一次定位的经纬度信息、该速度检测模块、该加速度检测模块和该角度传感模块的检测结果、该车辆的运动方向计算该车辆的推定位置信息。也就是说，通过得知起点的经纬度信息(即GPS模块失锁前最后一次定位上获得的位置信息)，结合车辆的运动状态(车辆的运动方向、运动方向的变化量、运动速度、运动速度的变化量(加速度))就能计算出车辆的推定位置信息，检测车辆运动状态的各种传感器的精确度越高，最后计算的推定位置信息就越接近于车辆的实际位置。

优选地，在一时间段内，该无线通信模块还用于判断该运动方向的变化量是否达到一阈值，若是，该无线通信模块还用于根据该时间段的开始时刻的该车辆的运动方向、该时间段内该速度检测模块、该加速度检测模块的检测结果按照直线运动计算该车辆的推定位置信息；若否，该无线通信模块还用于根据该时间段的结束时刻的该车辆的运动方向、该时间段内该速度检测模块、该加速度检测模块的检测结果按照直线运动计算该车辆的推定位置信息。也就是说，参照微分法，将起始时刻和结束时刻之间的时间间隔(例如以GPS模块失锁的时刻作为起始时刻，以用户发出获得推定位置的指令的时刻作为结束时刻)分成若干个时间段Δt，将每个时间段Δt内该车辆的运动看成直线运动，从而通过计算该若干个时间段中的每个直线运动获得结束时刻该车辆的推定位置信息。当然，时间段Δt分的越多，即Δt的数值越小，该阈值设置得越小，最终的计算结果越精确。

优选地，该磁力感应模块还用于建立一参考坐标系，以及在该GPS模块无法定位时根据该车辆的运动方向、该速度检测模块、该加速度检测模块和该角度传感模块的检测结果在该参考坐标系中绘制该车辆的运动轨迹。为了获得更准确的推定位置信息，在计算时还可以结合该运动轨迹以及该车辆的运动方向、该速度检测模块、该加速度检测模块和该角度传感模块的检测结果共同计算得到该推定位置信息。此外，还可以将该运动轨迹显示给用户以更直观地显示车辆的运动状态。该推定位置信息可以是经纬度信息。

优选地，该辅助车载定位系统还包括一用于检测该车辆所处海拔高度和/或海拔高度的变化量的高度检测模块，该无线通信模块还用于结合该高度检测模块的检测结果计算该车辆的推定位置信息并且得知该车辆的运动状态。例如，采用一高度计作为该高度检测模块，该高度计用于采集该车辆所处环境的大气压强，以海平面作为参考点，根据检测的大气压强与高度的关系计算得到车辆所处位置的精确的海拔高度，同时也能通过一段时间内大气压强的变化量得知该车辆在垂直于水平面的方向上的运动状态，例如车辆正在爬坡等等。显然，此时该推定位置信息除了二维的经纬度信息之外，还包括高度信息。

优选地，该传感器子系统选自以下方案的一种或多种：

方案1：该加速度检测模块为一加速度传感器；

方案2：该角度传感模块为一陀螺仪；