基于卫星导航与惯性导航的无盲区车辆定位系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110967010A(43)申请公布日2020.04.07(21)申请号201911253744.3(22)申请日2019.12.09(71)申请人贵州新思维科技有限责任公司地址550004贵州省贵阳市经开区科技路一号勤邦产业园7楼（王宽收费站旁）(72)发明人韦善乐李关林刘方杰杨再培(74)专利代理机构贵州启辰知识产权代理有限公司52108代理人赵彦栋周廉凤(51)Int.Cl.G01C21/16(2006.01)G01S19/49(2010.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称基于卫星导航与惯性导航的无盲区车辆定位系统和方法(57)摘要本发明公开了一种基于卫星导航与惯性导航的无盲区车辆定位系统，包括主控单元、惯性导航、卫星导航、gprs和储存器，所述惯性导航、卫星导航、gprs、存储器分别与主控单元相连；本发明还公开了一种用于基于卫星导航与惯性导航的无盲区车辆定位系统的方法；该车辆定位系统在卫星导航盲区仍然能无缝定位到车辆，可完全避免车辆丢失。CN110967010ACN110967010A权利要求书1/2页1.基于卫星导航与惯性导航的无盲区车辆定位系统，其特征在于：包括主控单元、惯性导航、卫星导航、gprs和储存器，所述惯性导航、卫星导航、gprs、存储器分别与主控单元相连；所述主控单元：用于读取卫星导航数据，当主控单元未读取到卫星导航数据或读取到的卫星导航数据中卫星导航信号强度不足时，主控单元从惯性导航和卫星导航读取车辆加速度、角速度和速度，并根据加速度、角速度和速度计算获得车辆当前位置信息，将车辆当前位置信息存储并通过gprs将车辆当前位置信息发送到车辆管理平台服务器，主控单元读取到的卫星导航数据中卫星导航信号强度足够时，主控单元从惯性导航和卫星导航数据中读取车辆速度和加速度并判断卫星导航信号是否有效，如果有效主控单元储存卫星导航数据并通过gprs将卫星导航数据发送到车辆管理平台服务器；所述惯性导航：用于提供车辆加速度和角速度；所述卫星导航：用于提供车辆速度；所述gprs：用于向车辆管理平台服务器发送车辆当前位置信息和卫星导航数据；所述储存器：储存车辆当前位置信息和卫星导航数据。2.根据权利要求1所述的基于卫星导航与惯性导航的无盲区车辆定位系统，其特征在于：所述卫星导航为GPS、北斗导航卫星定位系统、全球导航卫星系统或伽利略卫星定位系统。3.根据权利要求1或2所述的基于卫星导航与惯性导航的无盲区车辆定位系统，其特征在于：所述惯性导航为MPU6050，所述主控单元为AIR900。4.用于权利要求1-3任一所述基于卫星导航与惯性导航的无盲区车辆定位系统的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)主控单元、惯性导航和卫星导航分别初始化；(2)主控单元先等待然后读取卫星导航数据，如果未读取到卫星导航数据则进入步骤(3)，如果读取到卫星导航数据则根据卫星导航数据中的卫星导航信号强度标志位判断卫星导航信号强度是否足够，如果卫星导航信号强度不足则进入步骤(3)，如果卫星导航信号强度足够则进入步骤(4)；(3)主控单元读取卫星导航和惯性导航数据并采用卫星导航和惯性导航融合算法获取车辆当前位置信息，主控单元存储当前车辆位置信息并通过gprs将当前车辆位置信息发送到车辆管理平台服务器；所述卫星导航和惯性导航融合算法包括如下步骤：a主控单元读取上一次发送到车辆管理平台服务器的卫星导航数据，并从卫星导航数据中获取速度v0和航向角α0；b主控单元按间隔时间TΔ读取惯性导航中车辆运动加速度ai，i＝0,1,2…,n，TΔ＝时间段T/i；c根据离散积分公式得时间段T内车辆速度的增量d当前车速v的模值为v＝v0+vΔe主控单元读取惯性导航中的DMP直接输出四元数f航向角YAW2CN110967010A权利要求书2/2页YAW为偏航角并记为αΔ从而可得车速V的方向为α＝α0+αΔg通过航向角确定东北天坐标系与当前车辆坐标系的投影关系，从而解算出当前车辆运动在经纬度方向上的路径增量，将当前的增量与上一次的位置数据相叠加，得出当前车辆的位置信息；(4)主控单元读取卫星导航和惯性导航数据并采用静态漂移修正算法判断卫星导航信号是否有效，如果有效进入步骤(5)，如果无效则进入步骤(2)；所述静态漂移修正算法包括如下步骤：主控单元读取卫星导航和惯性导航数据，并根据从卫星导航数据中获得的速度信息判断车辆是否停止运动，若车辆未停止运动，卫星导航信号有效，若车辆停止运动则保存当前卫星导航数据中的运动速度与MPU6050解算的加速度，并分别与下一次读取到的运动速度和加速度做差，记为TΔ时间内的速度差vΔ与加速度差aΔ，若vΔ近似为0，aΔ近似为0，则认为没有出现漂移，卫星导航信号