一种车载导航车辆组合定位装置及其组合定位方法.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CN109343095A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811363017.8(22)申请日2018.11.15(71)申请人众泰新能源汽车有限公司地址310000浙江省杭州市经济技术开发区白杨街道文津北路509号5幢(72)发明人周秀田洪燕马德仁孔宏志(74)专利代理机构杭州斯可睿专利事务所有限公司33241代理人林君勇(51)Int.Cl.G01S19/45(2010.01)权利要求书4页说明书10页附图2页(54)发明名称一种车载导航车辆组合定位装置及其组合定位方法(57)摘要本发明公开了一种车载导航车辆组合定位装置及其组合定位方法，包括MCU组合导航计算模块、GNSS模块以及经MCU组合导航计算模块计算获得的定位输出，还包括车轮轮速脉冲计数器，由车轮轮速脉冲计数器和GNSS模块共同组合输入至MCU组合导航计算模块。定位方法包括读取车轮轮速脉冲数，获得轮速脉冲输入；利用轮速脉冲数递推计算位置，判断是否读入GNSS数据，以读入GNSS数据作为条件，读入可靠的GNSS数据；获得定位输出及误差修正等步骤。降低系统使用成本，提高定位可靠有效性，可得到与原来INS/GNSS组合同样效果，可靠性更好，减少了INS模块，有效地降低成本。CN109343095ACN109343095A权利要求书1/4页1.一种车载导航车辆组合定位装置，包括MCU组合导航计算模块、GNSS模块以及经MCU组合导航计算模块计算获得的定位输出，其特征在于：还包括车轮轮速脉冲计数器，由车轮轮速脉冲计数器和GNSS模块共同组合输入至MCU组合导航计算模块。2.按照权利要求1所述的车载导航车辆组合定位装置，其特征在于：所述的车轮轮速脉冲计数器采用安装在车辆四个车轮上测量车辆旋转一圈的脉冲个数的车轮轮速计数器。3.按照权利要求1所述的车载导航车辆组合定位方法，其特征在于：采用权利要求1～2之一所述的组合定位装置，基于车轮轮速脉冲计数器和GNSS模块组合导航计算模块计算获得的定位输出；包括如下组合定位流程a读取车轮轮速脉冲数，获得轮速脉冲输入；也即在单位时间内读取车辆后边左右两车轮轮速脉冲数增量，表示车辆单位时间内行驶的路程，车辆前面两个车轮轮速脉冲计数器，一般作为备份使用；b利用轮速脉冲数递推计算车辆的位置，采用计算公式为：上述计算公式中的各符号字母含义分别为：下标k表示当前时刻，k-1为前一时刻；当前时刻纬度，前一时刻纬度；Lk当前时刻经度，Lk-1前一时刻经度；ψk当前时刻航向角，即与北方向夹角；ψk-1前一时刻航向角；Nlkk时刻与k-1时刻左轮轮速脉冲数增较量；Nrkk时刻与k-1时刻右轮轮速脉冲数增较量；αl为左车轮标称的脉冲刻度，单位是：米/脉冲；αr为右车轮标称的脉冲刻度，单位是：米/脉冲；Re为地球半径；lw为车辆后边左右两车轮距离。c在步骤b之后，判断是否读入GNSS数据，以读入GNSS数据作为条件，读入可靠的GNSS数据；若读入GNSS数据，则执行下一步骤；d在c步骤时，若未读入GNSS数据，则继续从a步骤读取车轮轮速脉冲数开始执行后续的定位流程步骤。e在步骤c之后，获得定位输出；f在步骤c之后，进行下一步误差计算；g进行误差修正；h误差修改后，继续返回a步骤重新读取车轮轮速脉冲数开始执行后续的定位流程步骤。4.按照权利要求3所述的车载导航车辆组合定位方法，其特征在于：所述的误差计算步2CN109343095A权利要求书2/4页骤包括如下步骤4-a系统建立步骤；建立系统误差状态方程如下：Xk＝Fk-1Xk-1+wk其中：Xk为状态变量矩阵，为纬度误差；ΔLk为经度误差；ΔαIk为左车轮脉冲刻度误差，单位：米/脉冲；Δαrk为右车轮脉冲刻度误差，单位：米/脉冲；Fk-1为状态变量转移矩阵，如下：这里：为前一时刻纬度；ψk为当前时刻航向角，即与北方向夹角；ψk-1前一时刻航向角；Nlk为k时刻与k-1时刻左轮轮速脉冲数增较量；Nrk为k时刻与k-1时刻右轮轮速脉冲数增较量；αl为左车轮标称的脉冲刻度，单位是：米/脉冲；αr为右车轮标称的脉冲刻度，单位是：米/脉冲；Re为地球半径；lw为车辆后边左右两车轮距离。wk是服从正态分布的高斯白噪声。其满足：均值E(wk)＝0协方差Cov(wi，wj)＝Qkδij3CN109343095A权利要求书3/4页Qk噪声方差矩阵4-b建立误差计算中的量测方程：Zk＝HkXk+vk其中：Zk为观测矩阵为GNSS测得到的纬度；LkG为GNSS测得到的经度；为当前时刻轮速计算的纬度；Lk为当前时刻轮速计算的经度；Hk为转置矩阵，vk是GNSS测得值的高斯白噪声，服从正态分布均值：E(vk)＝0协方差：Cov(vi，vj)＝R