[实用新型]结合车辆诊断系统的航迹推算装置

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种航迹推算装置，尤指一种适用于结合车辆诊断系统的航迹推算装置。

背景技术

车辆航迹推算的功能在于显示车辆目前的位置，让驾驶者知道车辆目前所在地点、或进行车辆的监控等应用。常见的车辆航迹推算系统可通过全球卫星定位系统(G1obal Positioning System，GPS)于全天候、连续地提供实时高精度的三维位置和速度信息以推得车辆行进的路线。然而，GPS接收机只有在接收到四颗以上的卫星信号才能完成定位计算。因此，当车辆在高楼林立的市区、通过陆桥以及隧道时，卫星信号将容易受到遮挡，以致于无法提供驾驶者连续、准确、可靠的车辆航迹。

而另一种常见的车辆航迹推算系统为一惯性导航系统(inertial navigation system，INS)，利用加速度计、陀螺仪...等惯性感测单元(inertial measurement units，IMU)，具有不依赖外界信息，来进行航迹推算，其具有隐蔽性好、抗辐射性强、可全天候测量的优点。然而，此惯性导航系统如同一般的开回路控制系统，意即测量误差随时间而累积，不适合长时间独立工作，亦无法符合估测车辆位置以及航迹推算需具备准确性和可靠性的特性。

源因于此，本实用新型提供一种推算车辆行进的路线，并提升其连续性以及准确性的车辆航迹推算装置。

实用新型内容

鉴于现有技术中，使用单一的航迹推算系统无法满足人们对车辆航迹推算需具备连续、准确、可靠的特性。本实用新型整合全球卫星定位系统、车上诊断系统(On-Board Diagnostics)、及惯性导航系统，并通过卡尔曼滤波器(Kalman Filter)滤除估测车辆位置的噪声，以推算车辆行进路线，克服了全球卫星定位系统易受地形地物遮挡而导致定位中断，并改善惯性导航系统的测量误差随时间累积的缺点，进而提升车辆航迹推算的连续性、准确性、及可靠性。

为达成上述目的，本实用新型提供了一种结合车辆诊断系统的航迹推算装置，包括一惯性感测单元、一全球定位装置、一车辆诊断装置、一微控制单元、及一输出装置。惯性感测单元测量一车辆的角速度、加速度、气压值、及方位角。全球定位装置则每隔一第一时间间隔输出一全球定位信息。车辆诊断装置提供车辆的车速。微控制单元耦接惯性感测单元、车辆诊断装置、及全球定位装置，以据此产生一精确位置而获得一车辆航迹。输出装置耦接微控制单元，用以输出车辆航迹。

此外，微控制单元可包含一高度估算单元、一航迹演算单元、一惯性演算单元、及一估算与修正单元。高度估算单元可接收气压值，以产生车辆所在高度。航迹演算单元则可接收角速度、方位角、车速、及车辆所在高度，以于全球定位信息未产生时，以每隔一第二时间间隔输出代表车辆所在位置、速度、及角度的一航迹定位信息。惯性演算单元可接收角速度、加速度、及车辆所在高度，以于全球定位信息、及航迹定位信息未产生时，以每隔一第三时间间隔输出代表车辆所在位置、速度、及角度的一惯性定位信息。以及估算与修正单元可耦接惯性演算单元及航迹演算单元，以修正航迹定位信息、及惯性定位信息，并于估算与修正单元收到全球定位信息时，以全球定位信息作为精确位置，反之，则以航迹定位信息作为精确位置，而当估算与修正单元未收到全球定位信息、及航迹定位信息时，则以惯性定位信息作为精确位置。

再者，微控制单元可更包含一地图修正单元，耦接估算与修正单元，以校正车辆航迹。

再者，本实用新型的第一时间间隔可大于第二时间间隔、及第三时间间隔，以于第一时间间隔内推得车辆行进路线，克服了全球卫星定位系统易受地形地物遮挡而导致定位中断。而上述的第二时间间隔可等于第三时间间隔，以改善惯性导航系统的测量误差随时间累积的缺点。

再者，车辆诊断装置可为一车上诊断系统(On-Board Diagnostics)。且当车速可小于一过低速度时，车辆诊断装置无法侦测到车速。

再者，输出装置可为一泛欧数字式移动电话系统(GSM)。

再者，惯性感测单元可包括一陀螺仪、一加速计、一气压计、及一电子罗盘。陀螺仪可用以测量角速度。加速计可用以测量加速度。气压计可用以测量气压值。而电子罗盘则可用以测量方位角。

再者，估算与修正单元可包含一滤波单元，以滤除全球定位信息、航迹定位信息、及惯性定位信息的噪声，并产生位置修正值至惯性演算单元及航迹演算单元，以取得更准确的精确位置。其中，滤波单元可为一卡尔曼滤波器(Kalman Filter)。