一种车载定位装置及定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车载定位装置及定位方法，其中车载定位装置包括：GNSS模块，输出GNSS车速以及GNSS原始坐标；OBD模块，输出OBD车速及转向角；中央控制模块，接收GNSS车速、OBD车速、转向角及GNSS原始坐标；根据OBD速度与GNSS速度得出标准车速；根据标准车速计得出汽车瞬时加速度；根据标准车速、加速度及转向角三个数据得出与车辆实时信息相适应的数据上传频率；通信模块，按照中央控制模块得出的数据上传频率，将车辆坐标上传至LBS平台。本发明专利技术数据上传频率能根据采集的车速、加速度和汽车转向角度变化等信息自动调整数据上传频率和上传数据内容，既能节约流量，还能使平台的行驶轨迹展示更加均匀平滑，更能真实的在GIS平台上显示车辆运行轨迹。

Vehicle mounted positioning device and positioning method

The invention discloses a vehicle positioning device and method, wherein the vehicle positioning device comprises a GNSS module, GNSS output speed and GNSS original coordinates; OBD module, OBD output speed and steering angle; the central control module, receiving the GNSS OBD speed, speed, steering angle and coordinate the original GNSS; according to the OBD velocity and GNSS velocity it is concluded that the standard speed; according to the standard car speedometer that instantaneous acceleration; according to the standard of speed, acceleration and steering angle of the three frequency data obtained data upload and adapt to real-time traffic information; communication module, data upload frequency in accordance with the central control module that will be uploaded to the LBS platform vehicle coordinates. The invention can upload frequency data from the acquisition speed, acceleration and steering angle changes automatically adjust the data upload frequency and upload the data content information, which can save traffic, can make the running track platform to display more smooth, more realistic display of vehicle trajectory on the GIS platform.

【技术实现步骤摘要】
一种车载定位装置及定位方法
本专利技术设计车载定位导航领域，尤其涉及一种车载定位装置及定位方法。技术背景GNSS卫星定位技术已经日趋成熟，以其全天候、高精度、自动化、高效率等显著特点及其所独具的定位导航、授时校频、精密测量等多方面的强大功能，已涉足众多的应用领域。而车载GNSS导航定位技术是GNSS定位技术的重要应用，其在车辆监控系统中的主要原理是通过车载装置(由GNSS接收机、通讯模块、数据存储等功能组成)接收GNSS位置信息，通过车载装置的数据处理加密，将数据通过网络传输到监控中心的数据接受服务器，然后通过各种应用与装换对数据进行分析处理后，将数据与GIS系统的准确电子地图相匹配，这样就可以直观的看到监控车辆的位置、速度、运行参数等信息，达到对目标的监控与指挥、管理，目前车载装置安装了高性能的计算芯片，其功能在原有系统上又有了很大的拓展，实现对车辆的准确跟踪定位。针对现有车载定位装置，其使用的通讯模块大多为GSM模块，只能支持2G网络，数据上传速度慢，数据丢包现象严重。同时，由于GPS定位系统本身存在较大的定位误差。现有车载定位装置上传车辆数据的频率固定，均为预设值，需要显示车辆运行轨迹时不能将轨迹准确显示在地图上，在拐点部分存在较大偏差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种省流量且定位精度高的车载定位装置及定位方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种车载定位装置，包括：GNSS模块，输出GNSS车速以及GNSS原始坐标；OBD模块，输出OBD车速及转向角；中央控制模块，接收所述GNSS车速、OBD车速、转向角及GNSS原始坐标；根据OBD速度与GNSS速度得出标准车速；根据标准车速计得出汽车瞬时加速度；根据标准车速、加速度及转向角三个数据得出与车辆实时信息相适应的数据上传频率；通信模块，接收中央控制模块输出的车辆坐标并按照中央控制模块得出的数据上传频率，将车辆坐标上传至LBS平台。所述中央控制模块包括控制单元、标准速度计算单元、差分算法单元及自适应算法单元，所述标准速度计算单元根据所述OBD速度与GNSS速度得出标准车速；所述差分算法单元根据GNSS原始坐标与服务器上的CORS基站数据进行差分解算出车辆坐标数据；所述自适应算法单元根据标准车速、加速度及转向角三个数据得出与车辆实时信息相适应的数据上传频率；所述控制单元根据所述自适应算法单元得到的数据上传频率控制所述通信模块的发送频率。所述自适应算法单元得出与车辆实时信息相适应的数据上传频率的方法是：低速直线行驶状态时，数据上传频率为定值；低速转弯行驶时，数据上传频率将随转弯角度的增大而呈线性增大；匀速直线行驶时，数据上传频率将会随行驶速度增大而增大，且呈线性关系；变速直线行驶时，数据上传频率的变化与速度和加速度值均呈一定关系，并随着速度与加速度的增加而增大；匀加速大角度转弯行驶状态时，数据上传频率将会随速度和转弯角度增加而增加；急减速大角度转弯状态时，数据上传频率与速度、加速度、转弯角度均有关，随速度减小而减小，随加速度绝对值增大而减小，随转弯角度增大而增大。数据上传频率与车辆信息的对应关系为：2.当0＜v＜vl，即处于低速行驶状态时：(1)当汽车转向角θ＜θ0时，数据上传频率F为常数值Fmin＝C0(C0∈[0.2，2])；(2)当转向角θ＞θ0时，数据上传频率F为θ的函数，F0＝f0(θ)+C0＝k0(θ-θ0)+C0，随着θ的增大，数据发送速率F在C0的基础上也相应增大；2.当vl＜v＜vh，即处于中速行驶状态时：(1)当θ＜θ1、a＜a0时，数据上传频率F为v的函数，F1＝f1(v)＝k1v；(2)当θ＜θ1、a＞a0时，数据上传频率F为v与a的函数，F2＝f2(v，a)＝(k2v+l2a)/2；(3)当θ＞θ1、a＜a0时，数据上传频率F为v与θ的函数，F3＝f3(v，θ)＝(k3v+m3θ)/2；(4)当θ＞θ1、a＜0、|a|＞a0时，数据上传频率F为v，a，θ的函数，F4＝f4(v，a，θ)＝(k4v+l4a+m4θ)/2；3.当v＞vh，上传频率F为最大值Fmax＝Cm(Cm∈[5，10])；式中，v为标准车速；a为由标准车速v微分得到的加速度；vl、vh为速度阈值(vl∈[0，30]，vh∈[80，120]，单位：km/h)；θ0、θ1为转向角阈值(θ0∈[15，25]，θ1∈[20，30]，单位：度)；a0为加速度阈值(a0∈[-3.5，3.5]，单位：m/s2)；k0、k1、k2、k3、k4、l2、l4、m3、m4(k0∈[0.2，1]，k1、k2、k3、k4∈[0.05，0.1]，l2、l4∈[1，2]，m3、m4∈[0.1，0.2])均为系数。中央控制模块从GNSS模块获取定位数据，包括：汽车瞬时坐标、GNSS方向角、GNSS速度等信息。数据上传频率自适应方法是优化车载定位装置装置在车辆处于不同运行情况下的上传频率，有效的减少通信数据流量，并能更真实的反应车辆行驶轨迹。数据上传频率自适应算法输入条件为车辆瞬时速度、车辆瞬时加速度、车辆位置数据，车辆转向角等车辆实时信息；数据上传频率自适应算法输出数据上传频率，并且根据不同情况控制通过通信模块上传的数据内容，达到自适应效果。自适应数据上传频率自适应方法具体步骤如下：S1：数据筛选与融合。装置在获取的GNSS位置信息和OBD车辆状态数据中筛选出有效的车辆瞬时速度、车辆加速度、车辆转向角度、车辆位置坐标等数据。车辆瞬时速度取决于装置差分GNSS模块输出的速度和OBD输出的车辆实际里程计速度，选取两个速度值中数值较小的一个作为车辆标准速度；车辆的加速度通过车辆瞬时速度微分或者通过OBD数据直接输出获得，其中OBD数据中车辆的气动门数据大小与档位决定了加速度的数值；车辆的转向角度可以通过GNSS的方向角和OBD数据读取的方向盘转向角度获得；车辆位置数据由GNSS原始数据进行差分运算得出。S2：车辆状态判决。根据车辆速度、车辆转向角度与车辆加速度对车辆状态进行判决，将车辆行驶状态分为五个状态：低速直线行驶状态、低速转弯行驶状态、匀速直线行驶状态、匀速转弯行驶状态、变速直线行驶状态、变速转弯行驶状态、高速行驶状态等。S3：车辆数据上传频率调整。根据车辆所处的行驶状态对差分GNSS数据和车况数据上传频率进行自适应调整。具体的调整策略为：低速直线行驶状态时，数据上传频率为定值；低速转弯行驶时，数据上传频率将随转弯角度的增大而呈线性增大；匀速直线行驶时，数据上传频率将会随行驶速度增大而增大，且呈线性关系；变速直线行驶时，数据上传频率的变化与速度和加速度值均呈一定关系，并随着速度与加速度的增加而增大；匀加速大角度转弯行驶状态时，数据上传频率将会随速度和转弯角度增加而增加；急减速大角度转弯状态时，数据上传频率与速度、加速度、转弯角度均有关，随速度减小而减小，随加速度绝对值增大而减小，随转弯角度增大而增大。有益效果：(1)多种定位模式选择，与基站进行差分定位，定位精度可达亚密级。(2)实时车辆状态回传，不仅能定位汽车位置，还能掌握汽车动态信息。(3)根据车速智能调整数据上传频率，不仅节约了Sim卡流量，还能使LBS平台上的行驶轨迹点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载定位装置，其特征在于，包括：GNSS模块，输出GNSS车速以及GNSS原始坐标；OBD模块，输出OBD车速及转向角；中央控制模块，接收所述GNSS车速、OBD车速、转向角及GNSS原始坐标；根据OBD速度与GNSS速度得出标准车速；根据标准车速计得出汽车瞬时加速度；根据标准车速、加速度及转向角三个数据得出与车辆实时信息相适应的数据上传频率；通信模块，接收中央控制模块输出的车辆坐标并按照中央控制模块得出的数据上传频率，将车辆坐标上传至LBS平台。

【技术特征摘要】
1.一种车载定位装置，其特征在于，包括：GNSS模块，输出GNSS车速以及GNSS原始坐标；OBD模块，输出OBD车速及转向角；中央控制模块，接收所述GNSS车速、OBD车速、转向角及GNSS原始坐标；根据OBD速度与GNSS速度得出标准车速；根据标准车速计得出汽车瞬时加速度；根据标准车速、加速度及转向角三个数据得出与车辆实时信息相适应的数据上传频率；通信模块，接收中央控制模块输出的车辆坐标并按照中央控制模块得出的数据上传频率，将车辆坐标上传至LBS平台。2.根据权利要求1所述的车载定位装置，其特征在于：所述中央控制模块包括控制单元、标准速度计算单元、差分算法单元及自适应算法单元，所述标准速度计算单元根据所述OBD速度与GNSS速度得出标准车速；所述差分算法单元根据GNSS原始坐标与服务器上的CORS基站数据进行差分解算出车辆坐标数据；所述自适应算法单元根据标准车速、加速度及转向角三个数据得出与车辆实时信息相适应的数据上传频率；所述控制单元根据所述自适应算法单元得到的数据上传频率控制所述通信模块的发送频率。3.根据权利要求1所述的车载定位装置，其特征在于：所述自适应算法单元得出与车辆实时信息相适应的数据上传频率的方法是：低速直线行驶状态时，数据上传频率为定值；低速转弯行驶时，数据上传频率将随转弯角度的增大而呈线性增大；匀速直线行驶时，数据上传频率将会随行驶速度增大而增大，且呈线性关系；变速直线行驶时，数据上传频率的变化与速度和加速度值均呈一定关系，并随着速度与加速度的增加而增大；匀加速大角度转弯行驶状态时，数据上传频率将会随速度和转弯角度增加而增加；急减速大角度转弯状态时，数据上传频率与速度、加速度、转弯角度均有关，随速度减小而减小，随加速度绝对值增大而减小，随转弯角度增大而增大。4.根据权利要求3所述的车载定位装置，其特征在于：数据上传频率与车辆信息的对应关系为：1.当0＜v＜vl，即处于低速行驶状态时：(1)当汽车转向角θ＜θ0时，数据上传频率F为常数值Fmin＝C0，C0∈[0.2，2]，单位：Hz；(2)当转向角θ＞θ0时，数据上传频率F为θ的函数，F0＝f0(θ)+C0＝k0(θ-θ0)+C0，随着θ的增大，数据发送速率F在C0的基础上也相应增大；2.当vl＜v＜vh，即处于中速行驶状态时：(1)当θ＜θ1、a＜a0时，数据上传频率F为v的函数，F1＝f1(v)＝k1v；(2)当θ＜θ1、a＞a0时，数据上传频率F为v与a的函数，F2＝f2(v，a)＝(k2v+l2a)/2；(3)当θ＞θ1、a＜a0时，数据上传频率F为v与θ的函数，F3＝f3(v，θ)＝(k3v+m3θ)/2；(4)当θ＞θ1、a＜0、|a|＞a0时，数据上传频率F为v，a，θ的函数，F4＝f4(v，a，θ)＝(k4v+l4a+m4θ)/2；3.当v＞vh，上传频率F为最大值Fmax＝Cm，Cm∈[5，10]；式中，v为标准车速；a为由标准车速v微分得到的加速度；vl、vh为速度阈值，vl∈[0，30]，vh∈[80，120]，单位：km/h；θ0、θ1为转向角阈值，θ0∈[15，25]，θ1∈[20，30]，单位：度；a0为加速度阈值，a0∈[-3.5，3.5]，单位：m/s2；k...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆，马群，张波，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32