一种车载惯性导航系统及导航方法技术方案

本发明专利技术涉及一种车载惯性导航系统及导航方法，通过参考旋转角度检测模块检测车身的参考旋转角度，中央处理单元根据相同时间段内车身的参考旋转角度及陀螺仪计算的车辆旋转角度输出相应的误差校正指令到陀螺仪刻度因子校正单元，陀螺仪刻度因子校正单元根据中央处理单元的误差校正指令校正陀螺仪的刻度因子，轨迹运算单元根据陀螺仪测量的车身旋转角度、里程计测量的车辆行驶速度及陀螺仪刻度因子校正单元的陀螺仪刻度因子计算车辆的行驶轨迹，及时矫正陀螺仪刻度因子，提高惯性导航系统的定位精度，从而提高惯性导航系统的导航准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车载导航
，具体涉及。
技术介绍
随着经济的发展，汽车作为一种交通工具得到了广泛的应用，给人们的工作和生活带来极大的方便。人们在驾车出行时，经常会遇到去陌生的地方，但又不熟悉路线的情况，因此，目前市面上的汽车大多都配置有车载导航设备。针对较早期生产的汽车，市场上也有独立的车载导航产品，用户可购买独立的车载导航产品，与汽车配套使用。车载导航设备的使用方便人们出行时提供路线导航，避免用户驾车出行时迷路或因不熟悉路线情况多走弯路，同时节省用户时间和汽车耗油量。 目前，市面上的车载导航系统普遍使用全球卫星定位系统(GPS，GlobalPosit1ning System)、俄罗斯GL0NASS卫星导航系统(Glonass)、欧洲伽利略定位系统(Galileo)、中国北斗卫星导航系统(COMPASS)等。上述定位系统在普通情况下能提供较为精确的定位，但在高楼林立、隧道内、道路遮挡严重等环境下，可能会出现定位偏差严重的问题，从而影响车载导航设备导航的准确度。 市面上另外一种使用较为广泛的导航系统为惯性导航系统(INS, InertialNavigat1n System)。目前,惯性导航系统的两种常用技术方案为: 1、采用三轴陀螺仪、三轴加速度计及里程计计算航程； 2、采用单轴陀螺仪及里程计计算航程。 惯性导航的定位精确度主要与所用角度传感器的精确度有关，而用于测量角度的陀螺仪因其固有误差的累积，导致其定位精度随时间推移而逐渐降低。因此为了确保惯性导航系统定位的精确度，从而确保导航的准确度，则需要对陀螺仪的参数实时校正。 现有技术中，主要通过全球卫星导航系统的定位轨迹对陀螺仪的参数进行校正，此方法在遇到长时间内全球卫星定位系统定位偏差严重或未能满足其他校正条件时，导航系统不能及时为陀螺仪的参数进行校正，从而影响导航系统的定位精确度，存在误导航的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种车载惯性导航系统。 本专利技术的目的通过以下技术方案来实现:一种车载惯性导航系统，包括: 陀螺仪，用于测量车身的旋转角度，并将所测量的旋转角度分别传输至中央处理单元及轨迹运算单元； 里程计，用于测量车辆的行驶速度，并将所测量的行驶速度传输至轨迹运算单元; 参考旋转角度检测模块，用于检测车身的参考旋转角度，并将参考旋转角度传输至中央处理单元； 中央处理单元，根据相同时间段内车身的参考旋转角度及陀螺仪测量的车辆旋转角度输出相应的误差校正指令到陀螺仪刻度因子校正单元； 陀螺仪刻度因子校正单元，根据中央处理单元的误差校正指令校正陀螺仪的刻度因子； 存储单元，用于存储电子导航地图； 轨迹运算单元，根据陀螺仪测量的车身旋转角度、里程计测量的车辆行驶速度及陀螺仪刻度因子校正单元的陀螺仪刻度因子计算车辆的行驶轨迹； 导航匹配单元，获取存储在存储单元的电子导航地图，将车辆的行驶轨迹与电子导航地图进行匹配，并将匹配结果传输至输出单元进行导航输出。 作为优选，所述参考旋转角度检测模块为方向盘角度检测模块。 作为优选，所述参考旋转角度检测模块为车道线变化角度检测模块。 作为优选，所述车道线变化角度检测模块包括: 摄像头，用于采集车身前方或后方的视频图像，并将视频图像传输至车道识别单元; 车道线识别单元，用于对所采集的视频图像进行车道线提取； 车道线角度计算单元，用于计算所提取的车道线的变化角度。 具体地，所述中央处理单元，用于判断相同时间段内车道线变化角度与陀螺仪测量的车身旋转角度之差的绝对值是否超过预设的变化阈值，若是，则根据相同时间段内车道线变化角度及陀螺仪测量的车身旋转角度输出误差校正指令至陀螺仪刻度因子校正单元，否则，不输出误差校正指令至陀螺仪刻度因子校正单元。 本专利技术的另一目的在于提供一种应用上述车载惯性导航系统的导航方法，包括以下步骤: 通过陀螺仪测量车身的旋转角度，并将所测量的旋转角度分别传输至中央处理单元及轨迹运算单元； 通过里程计测量车辆的行驶速度，并将所测量的行驶速度传输至轨迹运算单元； 通过参考旋转角度检测模块检测车身的参考旋转角度，并将参考旋转角度传输至中央处理单元； 中央处理单元根据相同时间段内车身的参考旋转角度及陀螺仪测量的车辆旋转角度输出相应的误差校正指令到陀螺仪刻度因子校正单元； 陀螺仪刻度因子校正单元根据中央处理单元的误差校正指令校正陀螺仪的刻度因子； 轨迹运算单元根据陀螺仪测量的车身旋转角度、里程计测量的车辆行驶速度及陀螺仪刻度因子校正单元的陀螺仪刻度因子计算车辆的行驶轨迹； 导航匹配单元，获取存储在存储单元的电子导航地图，并将车辆的行驶轨迹与电子导航地图进行匹配，并将匹配结果传输至输出单元进行导航输出。 作为优选，所述通过参考旋转角度检测模块检测车身的参考旋转角度，并将参考旋转角度传输至中央处理单元的步骤具体为通过方向盘角度检测模块检测车身的参考旋转角度，并将参考旋转角度传输至中央处理单元。 作为优选，所述通过参考旋转角度检测模块检测车身的参考旋转角度，并将参考旋转角度传输至中央处理单元的步骤具体为通过车道线变化角度检测模块检测车身的参考旋转角度，并将参考旋转角度传输至中央处理单元。 作为优选，所述通过车道线变化角度检测模块检测车身的参考旋转角度，并将参考旋转角度传输至中央处理单元的步骤具体为: 通过摄像头采集车辆前方或后方的视频图像，并将视频图像传输至车道识别单元; 通过车道线识别单元对所采集的视频图像进行车道线提取； 通过车道线角度计算单元计算所提取的车道线的变化角度，并将车道线的变化角度传输至中央处理单元。 具体他，所述中央处理单元根据相同时间段内车身的参考旋转角度及陀螺仪车身的车辆旋转角度输出相应的误差校正指令到陀螺仪刻度因子校正单元的步骤具体为:中央处理单元判断相同时间段内车道线变化角度与陀螺仪测量的车身旋转角度之差的绝对值是否超过预设的变化阈值，若是，则根据相同时间段内车道线变化角度及陀螺仪测量的车身旋转角度输出误差校正指令至陀螺仪刻度因子校正单元，否则，不输出误差校正指令至陀螺仪刻度因子校正单元。 本专利技术相比现有技术包括以下优点及有益效果: (I)通过参考旋转角度检测模块检测车身的参考旋转角度，中央处理单元根据相同时间段内车身的参考旋转角度及陀螺仪计算的车辆旋转角度输出相应的误差校正指令到陀螺仪刻度因子校正单元，陀螺仪刻度因子校正单元根据中央处理单元的误差校正指令校正陀螺仪的刻度因子，轨迹运算单元根据陀螺仪测量的车身旋转角度、里程计测量的车辆行驶速度及陀螺仪刻度因子校正单元的陀螺仪刻度因子计算车辆的行驶轨迹，及时矫正陀螺仪刻度因子，提高惯性导航系统的定位精度，从而提高惯性导航系统的导航准确度。 (2)通过参考旋转角度检测模块检测车身的参考旋转角度，能实现及时对陀螺仪刻度因子进行校正，导航准确度高，且受外界环境影响小，可靠性好，稳定性高。 (3)通过车道线变化角度检测模块检测车身的参考旋转角度，所述车道线变化角度检测模块包括摄像头、车道线识别单元及车道线角度计算单元，其中摄像头及车道线识别单元为车身泊车系统中现有的装置，故本专利技术实现成本低，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载惯性导航系统，其特征在于，包括：陀螺仪，用于测量车身的旋转角度，并将所测量的旋转角度分别传输至中央处理单元及轨迹运算单元；里程计，用于测量车辆的行驶速度，并将所测量的行驶速度传输至轨迹运算单元；参考旋转角度检测模块，用于检测车身的参考旋转角度，并将参考旋转角度传输至中央处理单元；中央处理单元，根据相同时间段内车身的参考旋转角度及陀螺仪计算的车辆旋转角度输出相应的误差校正指令到陀螺仪刻度因子校正单元；陀螺仪刻度因子校正单元，根据中央处理单元的误差校正指令校正陀螺仪的刻度因子；存储单元，用于存储电子导航地图；轨迹运算单元，根据陀螺仪测量的车身旋转角度、里程计测量的车辆行驶速度及陀螺仪刻度因子校正单元的陀螺仪刻度因子计算车辆的行驶轨迹；导航匹配单元，获取存储在存储单元的电子导航地图，将车辆的行驶轨迹与电子导航地图进行匹配，并将匹配结果传输至输出单元进行导航输出。

【技术特征摘要】
1.一种车载惯性导航系统，其特征在于，包括: 陀螺仪，用于测量车身的旋转角度，并将所测量的旋转角度分别传输至中央处理单元及轨迹运算单元； 里程计，用于测量车辆的行驶速度，并将所测量的行驶速度传输至轨迹运算单元； 参考旋转角度检测模块，用于检测车身的参考旋转角度，并将参考旋转角度传输至中央处理单元； 中央处理单元，根据相同时间段内车身的参考旋转角度及陀螺仪计算的车辆旋转角度输出相应的误差校正指令到陀螺仪刻度因子校正单元； 陀螺仪刻度因子校正单元，根据中央处理单元的误差校正指令校正陀螺仪的刻度因子; 存储单元，用于存储电子导航地图； 轨迹运算单元，根据陀螺仪测量的车身旋转角度、里程计测量的车辆行驶速度及陀螺仪刻度因子校正单元的陀螺仪刻度因子计算车辆的行驶轨迹； 导航匹配单元，获取存储在存储单元的电子导航地图，将车辆的行驶轨迹与电子导航地图进行匹配，并将匹配结果传输至输出单元进行导航输出。2.根据权利要求1所 述的车载惯性导航系统，其特征在于:所述参考旋转角度检测模块为方向盘角度检测模块。3.根据权利要求1所述的车载惯性导航系统，其特征在于:所述参考旋转角度检测模块为车道线变化角度检测模块。4.根据权利要求3所述的车载惯性导航系统，其特征在于:所述车道线变化角度检测模块包括: 摄像头，用于采集车身前方或后方的视频图像，并将视频图像传输至车道识别单元； 车道线识别单元，用于对所采集的视频图像进行车道线提取； 车道线角度计算单元，用于计算所提取的车道线的变化角度。5.根据权利要求1至4任一项所述的车载惯性导航系统，其特征在于:所述中央处理单元，用于判断相同时间段内车道线变化角度与陀螺仪测量的车身旋转角度之差的绝对值是否超过预设的变化阈值，若是，则根据相同时间段内车道线变化角度及陀螺仪测量的车身旋转角度输出误差校正指令至陀螺仪刻度因子校正单元，否则，不输出误差校正指令到陀螺仪刻度因子校正单元。6.一种车载惯性导航方法，其特征在于，包括以下步骤: 通过陀螺仪测量车身的旋转角度，并将所测量的旋转角度分别传输至中央处理单元及轨迹运算单元； 通过里程计测量车辆的行驶速度，并将所测量的行驶速度传输至轨迹运算单元； 通过参考...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚雪飞，
申请(专利权)人：惠州华阳通用电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44