[发明专利]一种车载惯性导航系统

说明书

技术领域

本发明涉及车载导航领域，尤其涉及一种能提供三维位置、速度和轨迹数据并辅以驾驶员闭眼警示、撞击警示、越界警示和附近兴趣点的自动匹配等特点的车载导航系统。

背景技术

目前，车载惯性导航定位方式都只能假设车辆行驶在平面上，因此所得到的结果都基于平面直角坐标系下的定位结果。在真实应用环境中，如果车辆发生高度上的变化，例如上坡或下坡，驶入或驶出高架桥等场景时，定位系统内无法判断车辆的高度信息而无法给车辆行驶路径以精确引导，导致惯性导航定位质量受到较大影响。另外，疲劳驾驶已经和毒驾、酒驾、超速、超载一起成为交警部门严厉打击的五类严重违法行为，现有的车载导航系统不能在驾驶员处于疲劳状态时给予提醒，也不能在发生撞击时向车辆以外的相关目标发送报警信息。另外，现有的车载导航系统无法像手机那样结合地图以及附着在道路上的二次信息来增强驾驶员的体验。因此，本领域的技术人员致力于开发一种能提供三维位置和轨迹数据并辅以驾驶员闭眼报警、撞击报警和附近兴趣点的自动匹配等特点的车载导航系统。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种能提供三维位置、速度和轨迹数据并辅以驾驶员闭眼警示、撞击警示、越界警示和附近兴趣点的自动匹配等特点的车载导航系统。

在本发明的较佳实施方式中，一种车载惯性导航系统，包括：气压高度传感器(1)、里程计(2)、加速度传感器(3)、图像获取模块(4)、控制模块(5)、触摸显示模块(6)、音频模块(7)和通信模块(8)，其中，所述控制模块(5)内部具有多个中断响应模块、I2C总线接口模块、串口通信接口模块和数据输入输出模块。所述里程计(2)包含左轮里程计和右轮里程计，所述左轮里程计和所述右轮里程计与所述控制模块(5)中的所述中断响应模块连接；所述气压高度传感器(1)与所述控制模块(5)中的所述I2C总线接口模块连接；所述通信模块(8)通过所述串口通信接口模块和所述控制模块(5)连接。所述加速度传感器(3)、所述图像获取模块(4)、所述触摸显示模块(6)和所述音频模块(7)通过所述数据输入输出模块和所述控制模块(5)连接。

进一步地，所述里程计(2)的功能是获得车辆行驶过程中的车轮转动信息，所述左轮里程计安装于车辆的左后轮，所述右轮里程计安装于车辆的右后轮，随着车辆的行驶，所述左轮里程计和所述右轮里程计能分别产生相应的周期性脉冲信号，通过所述控制模块(5)中的所述中断响应模块，将车辆运动的水平方向信息提供给所述控制模块(5)。

进一步地，所述气压高度传感器(1)的功能是测量车辆所处位置的大气压值，通过大气压值和海拔高度的换算关系得到车辆的海拔高度，通过所述控制模块(5)中的所述I2C总线接口模块将车辆海拔高度信息发送给所述控制模块(5)。

进一步地，控制模块(5)综合处理所述左轮里程计、所述右轮里程计和气压高度传感器(1)的原始数据，所述综合处理包括以下步骤：

响应两个外部中断，调用计数器模块，获得两个车轮转动信息；

通过所述I2C总线接口模块读取气压高度传感器内部相应寄存器的值，获得气压值信息；

执行改进的惯性导航定位算法，将两个车轮的转动信息转化为水平方向上的速度位置信息，将所述气压值信息转化为垂直方向上的速度位置信息；以及

将三维位置速度信息通过所述串口通信接口模块输出。

进一步地，在车辆驾驶员发生疲劳驾驶的时候，能主动发现并提醒驾驶员纠正，也可被配置成向车辆外部有关目标发送警示信息。

进一步地，当所述加速度传感器(3)检测到有碰撞事故发生时，可被配置成通过所述通信模块(8)向车辆外部有关目标发送警示信息。

进一步地，所述控制模块(5)能实时记录和向车辆外部有关目标发送三维位置信息，并在所述触摸显示模块(6)上显示车辆的三维运动轨迹，为驾驶员、车主或公安刑侦人员了解和分析车辆运动情况提供数据支持。

进一步地，可在地图上配置三维边界，当车辆运动到边界时或超出边界时，向驾驶员或车辆外部有关人员发送警示信息。

进一步地，可根据地图及其二次开发位置信息自动匹配驾驶员的兴趣点，例如加油站和停车场等，并用语音播报所述兴趣点的信息以及车辆与所述兴趣点之间的距离。

相比现有技术，本发明提供的车载导航系统有以下有益效果：

1)引入气压高度传感器使得本发明所述系统具有提供三维位置数据的能力，而且系统机构简洁，易于实现且元器件成本低廉。