一种能自动感知进出高架道路信息的车辆导航设备制造技术

本发明专利技术提供了一种能自动感知进出高架道路信息的车辆导航设备，其特征在于，包括重力传感器、重力数据处理单元及GPS导航单元，由重力传感器采集当前车辆所受重力在3个坐标轴上的方向和大小，重力数据处理单元根据重力传感器采集到的数据解算出当前车辆的姿态，即判断当前处于上坡状态、下坡状态、或平驶状态，当GPS导航单元在当前车辆经过高架道路口时，向重力数据处理单元查询当前车辆的姿态，通过姿态判断当前车辆有否经由匝道上坡进入或下坡驶离高架道路，从而得到正确的车辆行驶路线。本发明专利技术的优点一是能使导航设备感知车辆有否进出高架道路，得到实际的行驶路线，二是只要在现有车载导航仪上增加少量处理电路，成本较低。

A vehicle navigation device that automatically senses incoming and outward elevated road information

The invention provides a vehicle navigation device automatically senses the import of elevated road information, which is characterized in that includes a gravity sensor, gravity data processing unit and the GPS navigation unit, the magnitude and direction of the current vehicle by the gravity sensor by gravity in 3 coordinate axes, the gravity data processing unit according to the gravity sensor the data calculates the vehicle attitude, that is to determine the current state, in the uphill downhill state, or even driving state, when the GPS navigation unit in the current vehicle through the viaduct to the port, the gravity data processing unit to query the current attitude of the vehicle, the vehicle attitude determine the current whether to enter or leave the uphill downhill via the ramp of elevated road so, get the right vehicle route. The advantage of the invention is that the navigation device can sense whether the vehicle is in or out of the elevated road, and the actual driving route can be obtained; two, the cost is lower by adding a small amount of processing circuit on the existing vehicle mounted navigator.

【技术实现步骤摘要】
一种能自动感知进出高架道路信息的车辆导航设备
本专利技术涉及一种能自动感知车辆是否进出高架道路的导航设备。
技术介绍
申请号为CN201210437037.1的专利技术专利(以下简称对比文件1)公开了一种用于导航设备的高架道路辅助判断系统，其包括：摄像头，所述摄像头设置在能够实时地拍摄到行进路线前方的地平线的位置；图像处理器，图像处理器包括图像识别装置，而所述图像识别装置对将采集到图像进行识别和判断，从图像中找寻判定高架道路或地面道路的判定特征，生成与所述判定特征相对应的控制信号，导航装置，所述导航装置具有控制器，所述控制器与所述图像识别装置相连，并且所述图像识别装置构造成向导航装置的控制器输出所述控制信号，所述导航装置基于控制信号计算行进路线。申请号为CN201310388741.7的专利技术专利(以下简称对比文件2)涉及一种在高架道路区域内提供车辆导航信息的方法以及实现该方法的车辆导航设备。该专利技术专利提供的方法包括下列步骤：当判断所述车辆接近所述高架道路区域的匝道时，开始从车辆行进方向上的多幅图像的每一幅中提取至少一个特征对象，所述多幅图像获取自不同的时刻；根据所述特征对象随时间变化的特性确定所述车辆在所述匝道上的行驶方向；以及根据所述行驶方向生成和呈现相应的车辆导航信息。申请号为CN201410511337.9的专利技术专利(以下简称对比文件3)公开的技术方案包括基于导航设备的路径导航情况，确定特征距离与设定距离的关系，特征距离是车辆的当前位置与行驶路径中将要遇到的高架路与地面道路的交叉口之间的距离；在特征距离达到设定距离时，确定第一加速度，其中，第一加速度是由路面坡度导致的车辆沿其行驶方向的加速度；根据所确定的第一加速度，确定车辆所在的道路的坡度；在车辆已经过导航路径中的交叉口的情况下，如果所确定的坡度的增加量大于上坡阈值，则表明车辆正在从地面道路驶向高架路面的信号；在设定距离内出现所确定的坡度的减小量大于下坡阈值的情况时，则表明车辆正在从高架路面驶向地面道路的信号。申请号为CN201410394739.5的专利技术专利(以下简称对比文件4)具备遮蔽率计算部，计算可视卫星中仰角超过阈值的可视卫星中的、电波的接收等级小于阈值的可视卫星的比例作为可视卫星遮蔽率，该可视卫星是在基于从GPS卫星的电波获得的多个GPS卫星的配置信息而设想为能够接收电波的位置存在的GPS卫星；行驶道路判定部，基于该可视卫星遮蔽率来判定本车在高架上侧道路和高架下侧道路中哪个道路上行驶，基于对接收等级小于阈值的可视卫星的比例进行表示的可视卫星遮蔽率，判定本车在高架上侧道路和高架下侧道路中哪个道路上行驶，由此基于更精细的判定基准进行判定。对比文件1和对比文件2用于采集信息的器件是摄像头，因而还需要能处理图像和识别特征的较强的额外处理能力，实现成本较高。对比文件3利用了车辆前进方向的加速度，但需要知道路面坡度导致的车辆沿其行驶方向的加速度也即所谓的第一加速度来辅助判断。对比文件4需要GPS卫星的配置信息，再计算可视卫星遮蔽率来判定是在高架上侧道路和高架下侧道路中哪个道路上行驶。
技术实现思路
本专利技术的目的是一个使车辆导航设备能自动感知有否进出高架道路信息的装置。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种能自动感知进出高架道路信息的车辆导航设备，其特征在于，包括重力传感器、重力数据处理单元及GPS导航单元，由重力传感器采集当前车辆所受重力在3个坐标轴上的方向和大小，重力数据处理单元根据重力传感器采集到的数据解算出当前车辆的姿态，即判断当前处于上坡状态、下坡状态、或平驶状态，当GPS导航单元在当前车辆经过高架道路口时，向重力数据处理单元查询当前车辆的姿态，通过姿态判断当前车辆有否经由匝道上坡进入或下坡驶离高架道路，从而得到正确的车辆行驶路线。优选地，所述重力数据处理单元根据重力传感器采集到的数据解算出当前车辆的姿态的方法为：当车辆处于平驶状态时，3轴重力加速度值X轴和Y轴方向为接近0，而竖直向下的Z轴方向为近似1G；当车辆处于上坡状态时，3轴重力加速度值Y轴方向接近0，Z轴方向数值变小，X轴方向产生较大的正的分量；当车辆处于下坡状态时，3轴重力加速度值Y轴方向接近0，Z轴方向数值变小，X轴方向产生较小的负的分量。本专利技术利用微机电系统技术设计的三维重力传感器芯片产生的三维重力数据，实时获得车辆行驶过程中的姿态信息，根据在高架进出口时车辆的姿态来分析出有否进出高架道路。本专利技术的优点一是能使导航设备感知车辆有否进出高架道路，得到实际的行驶路线，二是只要在现有车载导航仪上增加少量处理电路，成本较低。附图说明图1为本专利技术的电路框图；图2为车辆处于平驶状态示意图；图3为车辆处于上坡状态示意图；图4为车辆处于下坡状态示意图。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例作详细说明如下。如图1所示，本专利技术提供的一种能自动感知进出高架道路信息的车辆导航设备包括重力传感器、重力数据处理单元及GPS导航单元。重力传感器能采集到车辆所受重力在3个坐标轴上的方向和大小。重力数据处理单元可以根据上述数据解算出车辆的姿态，感知车辆是否处于上坡状态、下坡状态、还是平驶状态。当GPS导航单元在车辆经过高架道路口时，向重力数据处理单元查询当时的车辆行驶状态，就可以获知车辆有否经由匝道上坡进入或下坡驶离高架道路，从而得到正确的车辆行驶路线。车辆行驶状态的解算：假设本装置的安装位置与车辆的初始关系如图2所示。车辆平驶时，本装置感受到的3轴重力加速度值X和Y轴方向为接近0，而竖直向下Z轴方向为近似1G。如图3所示，当车辆上坡时，本装置感受到的3轴重力加速度值Y轴方向仍然为接近0，但X轴和Z轴方向因为本身随着车辆姿态改变了而地球重力方向保持不变，因此在上坡过程中Z轴方向数值变小而X轴方向产生较大的正的分量。如图4所示，当车辆下坡时，本装置感受到的3轴重力加速度值Y轴方向仍然为接近0，但在下坡过程中Z轴方向数值变小而X轴方向产生较小的负的分量。这样重力数据处理单元就可以根据三轴重力数值的变化感知车辆行驶状态。现在GPS导航仪通过卫星信号计算出来的高度数据误差较大，当高架道路和地面道路重合或相近的时候无法正确判断车辆是行驶在高架桥上还是在地面道路上，往往会给出错误的导航指令，不仅带来很多不便，如果完全按照导航指令来操作甚至会发生危险。而本专利技术在导航仪中整合3维重力传感器，利用3维重力数据分析得到车辆行驶状态，结合GPS提供的水平位置信息，可以判断出经过高架道路进出口时车辆有否经由匝道上坡或下坡，得知车辆之后是行驶在高架桥上还是在地面道路上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能自动感知进出高架道路信息的车辆导航设备，其特征在于，包括重力传感器、重力数据处理单元及GPS导航单元，由重力传感器采集当前车辆所受重力在3个坐标轴上的方向和大小，重力数据处理单元根据重力传感器采集到的数据解算出当前车辆的姿态，即判断当前处于上坡状态、下坡状态、或平驶状态，当GPS导航单元在当前车辆经过高架道路口时，向重力数据处理单元查询当前车辆的姿态，通过姿态判断当前车辆有否经由匝道上坡进入或下坡驶离高架道路，从而得到正确的车辆行驶路线。

【技术特征摘要】
1.一种能自动感知进出高架道路信息的车辆导航设备，其特征在于，包括重力传感器、重力数据处理单元及GPS导航单元，由重力传感器采集当前车辆所受重力在3个坐标轴上的方向和大小，重力数据处理单元根据重力传感器采集到的数据解算出当前车辆的姿态，即判断当前处于上坡状态、下坡状态、或平驶状态，当GPS导航单元在当前车辆经过高架道路口时，向重力数据处理单元查询当前车辆的姿态，通过姿态判断当前车辆有否经由匝道上坡进入或下坡驶离高架道路，从而得到正确的车辆行驶路线...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海,31