一种车载导航系统的导航方法技术方案

本发明专利技术的一种车载导航系统的导航方法，所述系统包括：导航单元、测距单元、云通信单元、以及车载显示单元，所述导航单元用于实现车辆的实时定位和导航，所述测距单元用于实现车辆与周围目标的距离计算，所述云通信单元用于接收导航单元、测距单元生成的数据，并上传至云服务中心，由云服务中心对导航定位数据进行数据拟合和标识，并把标识信息下发至车载显示单元。由于采用多种形式消除车辆导航和测距过程中的误差和盲区，大大提高了导航以及测距的精度，可靠性高，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种车载导航系统的导航方法本申请是申请号为：201410681374.4，申请日：2014年11月24日，专利技术名称为“一种基于盲区消除的车载导航系统”的专利技术专利的分案申请。
本专利技术涉及导航领域，尤其涉及一种车载导航系统的导航方法。
技术介绍
GPS作为主要导航设备在车载导航系统中发挥了非常显著的作用，但是以无线电定位为主要特征的GPS经常受到大气衰减、信号传输遮挡、多径干扰等诸多因素影响，定位可靠性和精度下降，甚至无法完成导航任务，为了提高行车效率，安全性和经济性，低成本的车载协作导航系统应用越来越广泛。但是，以陀螺计和加速度计为主要感应器的协作导航装置存在较为严重的测量误差和累积误差，使得协作导航精度在GPS盲区时仍无法满足车辆对高精度导航的需求。另外，为了降低安全事故，现有的车载导航系统一般会安装测距单元，以便当车辆与车辆的距离小于安全距离时进行报警，但是目前的测距装置一般采用激光、超声波或红外技术，受环境变化较为明显，而且，采用上述技术的测距装置还存在监控盲区，尤其是对小体积的障碍物(例如路人)不能准确识别，这就导致漏报或者误报。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。根据本专利技术的实施方式，提出一种基于盲区消除的车载导航系统，所述系统包括：导航单元、测距单元、云通信单元、以及车载显示单元，所述导航单元用于实现车辆的实时定位和导航，所述测距单元用于实现车辆与周围目标的距离计算，所述云通信单元用于接收导航单元、测距单元生成的数据，并上传至云服务中心，由云服务中心对导航定位数据进行数据拟合和标识，并把标识信息下发至车载显示单元。根据本专利技术的实施方式，所述导航单元包括协作导航单元和行驶运动状态角测算单元；所述测距单元包括UHF测距单元和小体积补盲检测单元，所述协作导航单元用于实现车辆的联合定位和导航，所述行驶运动状态角测算单元用于测算车辆行驶过程中实时的侧偏角和非水平角，所述UHF测距单元用于实现车辆与周围车辆的距离计算，小体积补盲检测单元用于检测车辆周围小体积障碍物，实现对UHF测距单元的补充检测。根据本专利技术的实施方式，所述协作导航单元具体包括角速度感应器零偏移误差确定单元、相对时延估计单元、初始数据奇异值消除单元、动态误差系数自适应估计单元、以及导航信息计算单元。根据本专利技术的实施方式，所述角速度感应器零偏移误差确定单元具体包括：初始化模块，用于初始化可用点集合；角速度感应器输出获取模块，用于当车辆处于停车状态时，获取所述角速度感应器的当前输出；偏差计算模块，用于计算所述当前输出值与所述可用点集合中的可用点值的偏差；第一判决模块，用于当所述偏差小于或等于预先设定的阈值时，将所述当前输出值作为可用点值列入所述可用点集合；第二判决模块，用于当所述偏差大于预先设定的阈值时，将所述可用点集合清空，并将所述当前输出值作为可用点值列入所述可用点集合；以及零偏移误差估算模块，用于当所述可用点集合中的可用点数目达到预先设定的可用点总数时，计算所述可用点集合中的可用点值的加权平均值得到所述零偏移误差。根据本专利技术的实施方式，所述行驶运动状态角测算单元包括纵向加速度感应器、侧向加速度感应器、垂直偏转角感应器、参数输出获得单元、第一计算单元、第二计算单元、以及第三计算单元，其中：所述纵向加速度感应器、侧向加速度感应器、垂直偏转角感应器分别测量车辆的纵向加速度αx、侧向加速度αy和垂直偏转角速度αz，并借助协作导航单元的线速度感应器测量车辆纵向速度νx；所述参数输出获得单元获取上述纵向加速度αx、侧向加速度αy、垂直偏转角速度αz和纵向速度νx；然后计算获得参数输出矩阵y，其中所述表示vx的微分，k表示离散时刻；所述第一计算单元用于计算回归矩阵g为重力加速度，表示待估计的车辆非水平角；所述第二计算单元用于计算步进矩阵K(k)：其中方差矩阵参数λ为遗忘因子，取值范围[0.9，1]；所述第三计算单元用于计算待估参数矩阵γ(k)：所述表示待估计的车辆侧偏角。根据本专利技术的实施方式，所述UHF测距单元包括UHF感应器、恒定线性放大器、模数转换器、电压匹配器、测距分处理器、触摸显示器、警示器，UHF感应器分别与恒定线性放大器、电压匹配器相连；恒定线性放大器与模数转换器、测距分处理器依次相连；电压匹配器与测距分处理器相连；测距分处理器分别与触摸显示器、警示器相连。本专利技术的基于盲区消除的车载导航系统，采用多种形式消除车辆导航和测距过程中的误差和盲区，大大提高了导航以及测距的精度，可靠性高，适用范围广。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：附图1示出了根据本专利技术实施方式的基于盲区消除的车载导航系统结构示意图；附图2示出了根据本专利技术实施方式的协作导航单元结构示意图；附图3示出了根据本专利技术实施方式的角速度感应器零偏移误差确定单元结构示意图；附图4示出了根据本专利技术实施方式的行驶运动状态角测算单元结构示意图；附图5示出了根据本专利技术实施方式的UHF测距单元结构示意图；附图6示出了根据本专利技术实施方式的恒定线性放大器结构示意图；附图7示出了根据本专利技术实施方式的模数转换器结构示意图；附图8示出了根据本专利技术实施方式的电压匹配器结构示意图；附图9示出了根据本专利技术实施方式的小体积补盲检测单元结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。根据本专利技术的实施方式，提出一种基于盲区消除的车载导航系统，如附图1所示，所述系统包括：导航单元、测距单元、云通信单元、以及车载显示单元，所述导航单元用于实现车辆的实时定位和导航，所述测距单元用于实现车辆与周围目标的距离计算，所述云通信单元用于接收导航单元、测距单元生成的数据，并上传至云服务中心，由云服务中心对导航定位数据进行数据拟合和标识，并把标识信息下发至车载显示单元。根据本专利技术的实施方式，所述导航单元包括协作导航单元和行驶运动状态角测算单元；所述测距单元包括UHF测距单元和小体积补盲检测单元，所述协作导航单元用于实现车辆的联合定位和导航，所述行驶运动状态角测算单元用于测算车辆行驶过程中实时的侧偏角和非水平角，所述UHF测距单元用于实现度感应器的当前输出；偏差计算模块，用于计算所述当前输出值与所述可用点集合中的可用点值的偏差；第一判决模块，用于当所述偏差小于或等于预先设定的阈值时，将所述当前输出值作为可用点值列入所述可用点集合；第二判决模块，用于当所述偏差大于预先设定的阈值时，将所述可用点集合清空，并将所述当前输出值作为可用点值列入所述可用点集合；以及零偏移误差估算模块，用于当所述可用点集合中的可用点数目达到预先设定的可用点总数时，计算所述可用点集合中的可用点值的加权平均值得到所述零偏移误差。所述零偏移误差估算模块计算所述可用点集合中的可用点值的加权平均值得到所述零偏移误差b，具体包括对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载导航系统的导航方法，其特征在于，所述系统包括：导航单元、测距单元、云通信单元、以及车载显示单元，所述导航单元用于实现车辆的实时定位和导航，所述测距单元用于实现车辆与周围目标的距离计算，所述云通信单元用于接收导航单元、测距单元生成的数据，并上传至云服务中心，由云服务中心对导航定位数据进行数据拟合和标识，并把标识信息下发至车载显示单元；所述导航单元包括协作导航单元和行驶运动状态角测算单元；所述测距单元包括UHF测距单元和小体积补盲检测单元，所述协作导航单元用于实现车辆的联合定位和导航，所述行驶运动状态角测算单元用于测算车辆行驶过程中实时的侧偏角和非水平角，所述UHF测距单元用于实现车辆与周围车辆的距离计算，小体积补盲检测单元用于检测车辆周围小体积障碍物；所述UHF测距单元包括UHF感应器、恒定线性放大器、模数转换器、电压匹配器、测距分处理器、触摸显示器、警示器，UHF感应器分别与恒定线性放大器、电压匹配器相连；恒定线性放大器与模数转换器、测距分处理器依次相连；电压匹配器与测距分处理器相连；测距分处理器分别与触摸显示器、警示器相连；所述系统的导航方法包括以下步骤：(1)前方汽车与安装了所述系统的汽车之间发生相对运动时，UHF感应器的输出端将输出一正弦波电信号，该电信号的幅值跟两汽车之间的距离反相关，频率与两汽车之间相对速度正相关；(2)将此电信号分两路输入到测距分处理器中以分别检测出正弦信号的幅值和频率，得到两车之间的距离和相对速度，一路经恒定线性放大器、模数转换器接到测距分处理器得到距离值；另一路经电压匹配器输入到测距分处理器得到相对速度值；(3)测距分处理器将距离值和相对速度值发送给云通信单元，由云通信单元上传至云服务中心，并根据反馈实时显示在触摸显示器上；(4)当距离值和相对速度值越过报警阙值时，测距分处理器驱动警示器，发出光声警报，在反应时间内提醒司机采取安全措施；所述系统还包括GPS、角速度感应器和线速度感应器。...

【技术特征摘要】
1.一种车载导航系统的导航方法，其特征在于，所述系统包括：导航单元、测距单元、云通信单元、以及车载显示单元，所述导航单元用于实现车辆的实时定位和导航，所述测距单元用于实现车辆与周围目标的距离计算，所述云通信单元用于接收导航单元、测距单元生成的数据，并上传至云服务中心，由云服务中心对导航定位数据进行数据拟合和标识，并把标识信息下发至车载显示单元；所述导航单元包括协作导航单元和行驶运动状态角测算单元；所述测距单元包括UHF测距单元和小体积补盲检测单元，所述协作导航单元用于实现车辆的联合定位和导航，所述行驶运动状态角测算单元用于测算车辆行驶过程中实时的侧偏角和非水平角，所述UHF测距单元用于实现车辆与周围车辆的距离计算，小体积补盲检测单元用于检测车辆周围小体积障碍物；所述UHF测距单元包括UHF感应器、恒定线性放大器、模数转换器、电压匹配器、测距分处理器、触摸显示器、警示器，UHF感应器分别与恒定线性放大器、电压匹配器相连；恒定线性放大器与模数转换器、测距分处理器依次相连；电压匹配器与测距分处理器相连；测距分处理器分别与触摸显示器、警示器相连；所述系统的导航方法包括以下步骤：(1)前方汽车与安装了所述系统的汽车之间发生相对运动时，UHF感应器的输出端将输出一正弦波电信号，该电信号的幅值跟两汽车之间的距离反相关，频率与两汽车之间相对速度正相关；(2)将此电信号分两路输入到测距分处理器中以分别检测出正弦信号的幅值和频率，得到两车之间的距离和相对速度，一路经恒定线性放大器、模数转换器接到测距分处理器得到距离值；另一路经电压匹配器输入到测距分处理器得到相对速度值；(3)测距分处理器将距离值和相对速度值发送给云通信单元，由云通信单元上传至云服务中心，并根据反馈实时显示在触摸显示器上；(4)当距离值和相对速度值越过报警阙值时，测距分处理器驱动警示器，发出光声警报，在反应时间内提醒司机采取安全措施；所述系统还包括GPS、角速度感应器和线速度感应器。2.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述协作导航单元包括角速度感应器零偏移误差确定单元、相对时延估计单元、初始数据奇异值消除单元、动态误差系数自适应估计单元、以及导航信息计算单元。3.根据权利要求2所述的导航方法，其特征在于，所述角速度感应器零偏移误差确定单元具体包括：初始化模块，用于初始化可用点集合；角速度感应器输出获取模块，用于当车辆处于停车状态时，获取所述角速度感应器的当前输出；偏差计算模块，用于计算所述当前输出值与所述可用点集合中的可用点值的偏差；第一判决模块，用于当所述偏差小于或等于预先设定的阈值时，将所述当前输出值作为可用点值列入所述可用点集合；第二判决模块，用于当所述偏差大于预先设定的阈值时，将所述可用点集合清空，并将所述当前输出值作为可用点值列入所述可用点集合；以及零偏移误差估算模块，用于当所述可用点集合中的可用点数目达到预先设定的可用点总数时，计算所述可用点集合中的可用点值的加权平均值得到所述零偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：张欣，
类型：发明
国别省市：湖北,42