[发明专利]能够在交通工具中进行航位推算的惯性导航系统

说明书

本公开的实施例涉及能够在交通工具中进行航位推算的惯性导航系统。在全球定位系统(GPS)信号或全球导航卫星系统(GNSS)信号丢失的情况下，包括微机电系统(MEMS)传感器的设备在航位推算中使用。该设备能够在GPS/GNSS信号丢失后，通过使用诸如加速度计和陀螺仪的MEMS传感器，来追踪设备的位置。通过使用从MEMS传感器接收到的数据来计算设备的传感器标架的前向轴与交通工具标架的前向轴之间的未对准角度，设备甚至可以在没有GPS/GNSS信号的情况下，准确地计算设备的用户或交通工具的位置。因此，可以提供一种能够在缺少GPS/GNSS信号的环境中，追踪搭乘在交通工具中的用户的位置的设备。

技术领域

本公开涉及在独立电子设备中使用微机电系统(MEMS)传感器进行的交通工具航位推算。

背景技术

随着电子设备变得更普及，用户的期望不断扩展。许多用户经常使用基于位置的应用，诸如，在当前设备(例如，被安装在交通工具中的手机、平板电脑、导航设备和信息娱乐系统)上可用的地图应用。这些基于位置的服务由驾驶员和搭乘者在驾乘共享(rideshare)应用中使用。驾驶员使用在其移动设备上的基于位置的服务，有时也与驾驶员交通工具相关联的基于位置的应用集成。搭乘者使用在其移动设备上的基于位置的服务，搭乘者从该服务请求搭乘。

移动设备和交通工具尤其包括以下各种组件来帮助进行驾驶员和搭乘者的位置标识：MEMS传感器、全球定位系统(GPS)传感器、全球导航卫星系统(GNSS)传感器等。例如，MEMS传感器尤其包括加速度计和陀螺仪。加速度计用于测量加速度力或速度的改变率。陀螺仪用于测量角速度。移动设备和交通工具，单独或以它们的组合，在基于显示屏的位置上显示用户的空间位置。借助这些驾乘共享应用，驾驶员的位置可以与搭乘者共享，并且搭乘者的位置可以与驾驶员共享。

但是，当这些用户中的任一用户进入GPS/GNSS信号较弱、受到干扰或不可用的地方时，利用该设备所检测的用户位置将变得不准确或不可用，并且可能无法正确显示在另一用户的设备上。这样，设备不再对用户位置进行准确地定位。此外，常规航位推算方法，其通过使用先前确定的位置(例如，通过使用GPS/GNSS传感器)来计算当前位置并基于估计速度来推进该位置，是不够准确的。

发明内容

由于基于位置的应用和航位推算方法中的这些缺点，提供了一种改进的设备和方法，其可以准确地分析用户的位置，并且当GPS/GNSS信号不够强或不可用时是特别有益的。

本公开提供了一种方法和系统，其用于适应当用户期望准确位置信息、但是不具有用以接收卫星信号(例如，GNSS和GPS信号)的清晰路径时的环境。GPS或GNSS信号的这些死区有时被称为城市峡谷(urban canyon)，其中高楼大厦和其他障碍物阻止了一致或强烈的信号。

该设备包括传感器、无线发射器/接收器以及处理器以用于对关于设备以及设备所位于的环境的数据进行采集、处理和传输。该设备通常比移动电话更简单，使得其具有成本效益，并且可以在停车场、城市峡谷或隧道中时增强移动电话或交通工具的功能。

本公开的一个应用可以对于搭乘呼叫服务是有益的，搭乘呼叫服务是使用在线平台来在乘客(搭乘者)和使用其私人交通工具的本地驾驶员之间进行连接的服务。搭乘呼叫服务的示例包括Uber和Lyft。但是，当GPS/GNSS信号恶化或丢失时，试图使用这些搭乘呼叫服务的搭乘者会失去驾驶员的交通工具的位置，从而使接载更具挑战性。通过使用该设备，即使在GPS/GNSS信号丢失或微弱的环境中，交通工具的驾驶员和搭乘者也将对交通工具的位置进行更有效地定位。