一种车载无盲区定位导航和行车姿态测量装置及测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103411605A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103411605103411605A(43)申请公布日2013.11.27(21)申请号201310328005.2(22)申请日2013.07.31(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人任勇傅雪骄何伟赵强(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人李海华(51)Int.Cl.G01C21/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图2页附图2页(54)发明名称一种车载无盲区定位导航和行车姿态测量装置及测量方法(57)摘要本发明公开了一种车载无盲区定位导航和行车姿态测量装置及测量方法，测量装置包括：卫星定位模块，磁阻传感器，倾角传感器，CAN总线接口，微控制器和外部输入输出接口；卫星定位模块、磁阻传感器和倾角传感器的输出与微控制器的输入连接，微控制器通过CAN总线接口与整车CAN总线双向连接，微控制器通过外部输入输出接口与外部设备双向连接。本发明具有无定位盲区，且开发设计成本低，维护成本低的有益效果。CN103411605ACN103465ACN103411605A权利要求书1/2页1.一种车载无盲区定位导航和行车姿态测量装置，其特征在于，它包括：微控制器（5）；卫星定位模块（1），用于实现卫星信号的接收和标准位置定位数据的输出；分立设置的磁阻传感器（2），用于获取车辆当前所处位置的三轴磁场分量参数：Mx、My和Mz；分立设置的倾角传感器（3），用于获取车辆当前三轴加速度分量参数：Ax、Ay和Az；CAN总线接口（4）和外部输入输出接口（6）；所述微控制器（5）包括：卫星定位模块数据接收与解析单元，用于通过数据通信接口访问卫星定位模块（1），获取标准位置定位数据，并从接收到的标准位置定位数据中分解出车辆当前位置信息、当前定位状态、当前车辆速度参数V1和当前时刻，所述车辆当前位置信息包括经度、纬度和航向；姿态解算单元，用于采集磁阻传感器（2）的输出数据，采集倾角传感器（3）的输出数据；对采集得到磁阻传感器输出数据和倾角传感器输出数据进行姿态解算，解算得出车辆当前的运动姿态，得到车辆行驶方向与正北方向的夹角θ1和运动姿态角，所述运动姿态角包含俯仰角p，侧倾角r和航偏角h；CAN数据通信单元，用于通过CAN总线接口（4）对CAN总线数据进行采集与解析，从整车CAN网络报文中解析得到的当前车辆速度参数V3，对整车CAN网络CAN报文进行接收和转存，以及将位置信息和姿态参数通过CAN总线接口（4）发送给整车CAN总线；速度筛选单元，用于对卫星定位模块数据接收与解析单元提供的当前车辆速度V1、通过外部输入输出接口（6）从外部设备获取的外部参考的当前车辆速度参数V2和CAN数据通信单元从整车CAN网络报文中解析得到的当前车辆速度参数V3进行速度筛选计算得到车辆当前状态的最可信速度值VO；速度分解单元，用于根据车辆行驶方向夹角θ1对最可信速度值VO进行速度分解获得车辆当前状态的最可信速度值VO在经度和纬度方向上的运动速度分量和；速度~经纬度迭代计算单元，以卫星定位模块数据接收与解析单元提供的车辆当前位置信息作为车辆初始位置参考，对最可信速度值VO在经度和纬度方向上的运动速度分量和进行速度~经纬度迭代计算得到车辆在经度和纬度方向上的位移分量和；位置修正与重组单元，车辆在经度和纬度方向上的位移分量和进行位置修正处理，获得最终的车辆位置定位信息，再将最终的车辆位置定位信息重组并通过外部输入输出接口（6）发送给外部设备。2.一种车载无盲区定位导航和行车姿态测量方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：1）通过车载卫星定位模块（1）读取得到车辆当前位置信息、当前定位状态、当前车辆速2CN103411605A权利要求书2/2页度参数V1和当前时刻，所述车辆当前位置信息包括经度、纬度和航向；获取外部设备提供的外部参考的当前车辆速度参数V2；从整车CAN网络报文中解析到当前车辆速度参数V3；2）通过速度筛选算法，综合上述三种车辆速度参数：V1，V2和V3，并计算得出一个车辆当前状态的最可信速度值VO；3）通过磁阻传感器（2）获取车辆当前所处位置的三轴磁场分量参数：Mx、My和Mz；通过倾角传感器（3）获取车辆当前三轴加速度分量参数：Ax、Ay和Az；4）利用车辆当前所处位置的三轴磁场分量参数和车辆当前三轴加速度分量参数，通过姿态解算算法解算出车辆当前的运动姿态，得到车辆行驶方向与正北方向的夹角θ1和运动姿态角，所述运动姿态角包含俯仰角p，侧倾角r和航偏角h；通过外部输入输出接口（6）和CAN总线接口（4）将运动姿态分别发送给外部设备和整车CAN