[实用新型]一种车载定位与导航系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及北斗定位系统与惯性姿态解算系统联合应用，属于车联网的一部分。 

背景技术

北斗定位系统越来越在大型车辆上得到广泛的推广和应用，在车辆的联网监控和定位方面起到了越来越重要的作用，但在一些极端环境下，尤其是当车辆行驶在高山、密林、峡谷、涵洞，或者行驶在有较高建筑物阻挡的地方，往往北斗信号收不到，造成单纯依靠北斗定位辅助导航失灵的情况；还有一种情况北斗导航信息的更新不够及时，造成导航数据不及时，在一些关键路口特别需要知道导航位置信息的情况下，反而得不到有效的导航位置信息。 

惯性姿态解算系统是基于陀螺仪、电子罗盘、重力加速度传感器的一种航向姿势监测与调整的系统，是一种小范围内的导航系统，尤其是随着MEMS陀螺仪光纤陀螺仪的发展，其体积越来越微型化，并且整合三种传感器的多功能一体的九轴陀螺仪传感器的问世，为惯性导航系统的发展注入了新的活力。

发明内容

本发明旨在为行驶在上述极端环境下车辆提供一种结合北斗定位系统和惯性姿态解算系统双重优势的定位导航系统已解决上述问题。本实用新型采用ARM M3系列单片机与DSP数字信号处理器，可以安装在行驶在极端环境下的车辆上。 

本实用新型采用如下技术方案：

包括如下硬件组件：DSP数据处理器、MCU微控制单元、九轴陀螺仪加速度磁场计传感器、北斗2代定位模块、数据存储模块、显示屏、移动通信模块、语音模块、电源模块。

所述MCU微控制单元为ARM M3内核高速低功耗单片机，与其他的模块通过总线连接，负责从北斗2代定位模块接收来自于卫星的经度纬度、速度、航向等定位信息，从九轴陀螺仪加速度磁场计传感器采集三轴磁场强度、三轴角速度、三轴加速度分量，并把九个数据传递给DSP处理器，进一步将定位信息显示、航向纠正提示信息通过显示屏或者语音模块提供给司机。

所述DSP数据处理器是专用数字信号处理CPU，主要完成对MCU测量回来的轴陀螺仪加速度磁场计传感器采集三轴磁场强度、三轴角速度、三轴加速度分量进行滤波算法分析，以得到最优的航向校正，为北斗信号接收不到或者信号无效期间进行行驶导航提供参考。

所述移动通信模块采用的制式为GPRS/CDMA。

本实用新型的有益效果是：

1、在北斗信号接收不到的地方依靠九轴陀螺仪加速度磁场计传感器提供的参数依然能在一定范围内提供持续导航能力。

2、在高速行驶的路口能及时有效的知道位置信息，克服北斗更新不及时造成的行驶超过现象。

附图说明

附图1为本实用新型的结构框图。 

图中标注1.DSP数字信号处理器；2.北斗2代定位模块；3.数据存储模块；4.GPRS/CDMA移动网络通信模块；5.语音播报模块；6.九轴陀螺仪磁阻重力加速度综合传感器；7.液晶屏显示模块；8.供电充电和电源保护与管理模块;9.MCU主控制器电路。 

具体实施方式

下面，结合附图1以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，以便于更清楚的理解本发明所要求保护的技术思想。 

如附图1所示，MCU主控制器电路(9)与北斗2代定位模块(2)、GPRS/CDMA移动网络通信模块(4) 通过串行总线UART相连接；MCU主控制器电路(9)与数据存储模块(3)、九轴陀螺仪磁阻重力加速度综合传感器(6) 通过SPI总线相连接；MCU主控制器电路(9)与语音播报模块(5) 通过TWI总线相连接；MCU主控制器电路(9)与液晶屏显示模块(7)、DSP数字信号处理器(1) 通过并口相连接；MCU主控制器电路(9)负责采集传感器数据、接收定位信息、将相关信息可以根据需要传回后台监控服务器、并对信息进行语音播报提示或者LCD显示提示；将从传感器采集回的重力加速度、角速度、磁场信号传递给DSP芯片，由DSP进一步进行卡尔曼滤波处理和欧拉角计算处理，最终得到车辆的航向倾斜俯仰等姿态信息，为北斗不起作用的情况下的持续航向调整提供依据。