基于车载导航计算特定方向的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及汽车导航技术领域，尤其是一种基于车载导航计算特定方向的方法及系统。所述系统包括顺次通讯连接的获取模块、GPS惯性导航模块和辨向模块；所述方法包括以下步骤：S1、获取模块实时获取车速信息和档位信息并发送至GPS惯性导航模块；S2、GPS惯性导航模块计算出该时刻的预测定位信号；S3、GPS惯性导航模块根据GPS定位信号的强度修正预测定位信号的权重；S4、辨向模块获取预测航向信息包含的汽车地理位置和汽车航行方向，调取预置的麦加地理位置，计算麦加地理位置与汽车航行方向之间的偏转角度。本发明专利技术利用车载车机系统GPS惯性导航模块，实现麦加方向辨向，便于教徒朝拜。

Method and system of calculating specific direction based on vehicle navigation

【技术实现步骤摘要】
基于车载导航计算特定方向的方法及系统
本专利技术涉及汽车导航
，尤其是一种基于车载导航计算朝拜方向的方法及系统。
技术介绍
麦加是伊斯兰教的圣地，但由于地域关系，并不是所有穆斯林都能前往麦加进行朝拜。当穆斯林进行朝拜时，其朝拜的方向是否准确很重要，而这也是他们所关心的问题，但他们目前只能大致判断出朝拜(麦加)的方向，无法保证其准确性。尤其是驾车时，由于汽车的位置和方向不断的变化，朝拜的时候要找准朝拜的方向就更是困难了。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术无法在大多数环境中为朝拜者准确指导朝拜方向的缺陷。为了实现上述目的，本专利技术公开一种基于车载导航计算朝拜方向的方法，包括以下步骤：S1、获取模块从CAN总线实时获取车速信息和档位信息，并将车速信息和档位信息发送至GPS惯性导航模块；S2、GPS惯性导航模块实时产生预测定位信号以及实时接收车速信息、档位信息和GPS定位信号，根据上一次产生的预测定位信号以及当前车速信息、当前档位信息、加速度信息和陀螺仪信息计算出该时刻的预测定位信号；S3、GPS惯性导航模块根据GPS定位信号的强度修正预测定位信号的权重，并将修正后的预测定位信号输出至辨向模块；S4、辨向模块解析预测定位信号，获得预测航向信息包含的汽车地理位置和汽车航行方向，调取预置的麦加地理位置，以汽车地理位置为基准计算麦加地理位置与汽车航行方向之间的偏转角度。在一个实施例中，上述步骤S1的具体步骤如下：获取模块从CAN总线实时获取车速信息和档位信息；将车速信息转换为占空比恒定的PWM波形信号，计算PWM发生频率；将档位信息转换为档位电平信号，并定义档位信息中的前进档位和后退档位分别代表的其中一种档位电平信号；获取模块将PWM波形信号和档位电平信号发送至GPS惯性导航模块。具体地，PWM发生频率的计算公式为f＝v/l，其中，f为PWM发生频率，v为车速信息，l为每个PWM脉冲之间的平均间距；PWM波形信号的占空比为50％，所述平均间距为2cm。在一个实施例中，上述步骤S2中，GPS惯性导航模块以上一时刻输出的预测定位信号为基准，对当前车速信息、当前档位信息、加速度信息和陀螺仪信息进行积分运算，推算出本次时刻的预测定位信号。在一个实施例中，上述步骤S4的具体步骤如下：辨向模块解析预测定位信号并获取汽车地理位置和汽车航行方向；调取预置的麦加地理位置，以汽车地理位置为基准，分别计算汽车航行方向和麦加地理位置与汽车地理位置的正北方向的偏转角度；将上述的两个偏转角度作差，获得麦加地理位置与汽车航行方向之间的偏转角度以及偏转方向。本专利技术还公开一种基于车载导航计算朝拜方向的系统，适用于上述基于车载导航计算朝拜方向的方法，包括：获取模块，用于从CAN总线获取、解析、输出车速信息和档位信息；GPS惯性导航模块，用于获取车速信息、档位信息以及实时的GPS定位信号，还用于根据车速信息、档位信息、加速度信息和陀螺仪信息计算预测定位信号，并输出预测定位信号；辨向模块，用于解析预测定位信号，获取汽车地理位置和汽车航行方向，并计算麦加地理位置与汽车航行方向之间的偏转角度；所述获取模块与CAN总线通讯连接，获取模块、GPS惯性导航模块和辨向模块顺次通讯连接，所述辨向模块内置有指南针应用程序。作为优选，所述获取模块还用于将车速信息转换为PWM波形信号，将档位信息转换为电平信息，以及输出PWM波形信号和电平信息；所述GPS惯性导航模块内置有加速度计和陀螺仪，加速度计用于检测实时的车速变化情况，陀螺仪用于检测车辆的转向角度。本专利技术的有益效果：利用车载车机系统具有的功能以及GPS定位信息，并结合GPS惯性导航的特性，通过采集车速、档位、加速度和陀螺仪偏转等信息，在一定时间内未接收到GPS定位信息也能准确指向，也可以较高精度地定位汽车的位置，可以在大多数场合准确地指出朝拜所需的方向，为身处陌生环境的伊斯兰教徒进行朝拜提供方便。附图说明图1：本专利技术基于车载导航计算朝拜方向的系统的结构示意图。图2：本专利技术基于车载导航计算朝拜方向的方法的结构示意图。图3：一种汽车航行方向和麦加地理位置之间相对偏转角的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于车载导航计算朝拜方向的系统的结构示意图。该系统包括获取模块、GPS惯性导航模块和辨向模块，其中，获取模块与CAN总线通讯连接，获取模块、GPS惯性导航模块和辨向模块顺次通讯连接，辨向模块内置有指南针应用程序，指南针应用程序用于将辨向结构通过UI界面直观地反映给用户。获取模块、GPS惯性导航模块和辨向模块均为组成多媒体车机系统的功能模块。获取模块、GPS惯性导航模块和辨向模块在本实施例的作用为：获取模块用于从CAN总线获取、解析、输出车速信息和档位信息，将车速信息转换为PWM波形信号，将档位信息转换为电平信息，以及输出对应的PWM波形信号和电平信息；本实施例中，获取模块为STM32系列单片机。GPS惯性导航模块用于获取车速信息、档位信息以及实时的GPS定位信号，并根据车速信息、档位信息、加速度信息和陀螺仪信息计算预测定位信号；GPS惯性导航模块内置有加速度计和陀螺仪，加速度计用于检测实时的车速变化情况，陀螺仪用于检测车辆的转向角度；本实施例中，GPS惯性导航模块的型号为ubloxM8L。辨向模块用于解析接收到的每个预测定位信号，从而获取汽车地理位置和汽车航行方向，并计算麦加地理位置与汽车航行方向之间的偏转角度；本实施例中，辨向模块为IMX6系列的SOC芯片。本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。在一个实施例中，如图2所示，提供了一种基于车载导航计算朝拜方向的方法，以应用于上述系统来列举说明，该方法包括以下步骤：S1、获取模块从CAN总线实时获取车速信息和档位信息，并将车速信息和档位信息发送至GPS惯性导航模块。具体地，获取模块从CAN总线实时获取车速信息和档位信息；然后将车速信息转换为占空比恒定的PWM波形信号，计算PWM发生频率，将档位信息转换为档位电平信号，并定义档位信息中的前进档位和后退档位分别代表的其中一种档位电平信号；最后将PWM波形信号和档位电平信号发送至GPS惯性导航模块。本实施例中，通过PWM波形信号和PWM发生频率来反映车速信息，限定有效的PWM波形信号的条件为：占空比为50％，每个脉冲高度为2～4cm，脉宽不低于10μs，以在一定车度范围内的最高车速和最低车速行驶时所产生的PW本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车载导航计算朝拜方向的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、获取模块从CAN总线实时获取车速信息和档位信息，并将车速信息和档位信息发送至GPS惯性导航模块；/nS2、GPS惯性导航模块实时产生预测定位信号以及实时接收车速信息、档位信息和GPS定位信号，根据上一次产生的预测定位信号以及当前车速信息、当前档位信息、加速度信息和陀螺仪信息计算出该时刻的预测定位信号；/nS3、GPS惯性导航模块根据GPS定位信号的强度修正预测定位信号的权重，并将修正后的预测定位信号输出至辨向模块；/nS4、辨向模块解析预测定位信号，获得预测航向信息包含的汽车地理位置和汽车航行方向，调取预置的麦加地理位置，以汽车地理位置为基准计算麦加地理位置与汽车航行方向之间的偏转角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于车载导航计算朝拜方向的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取模块从CAN总线实时获取车速信息和档位信息，并将车速信息和档位信息发送至GPS惯性导航模块；
S2、GPS惯性导航模块实时产生预测定位信号以及实时接收车速信息、档位信息和GPS定位信号，根据上一次产生的预测定位信号以及当前车速信息、当前档位信息、加速度信息和陀螺仪信息计算出该时刻的预测定位信号；
S3、GPS惯性导航模块根据GPS定位信号的强度修正预测定位信号的权重，并将修正后的预测定位信号输出至辨向模块；
S4、辨向模块解析预测定位信号，获得预测航向信息包含的汽车地理位置和汽车航行方向，调取预置的麦加地理位置，以汽车地理位置为基准计算麦加地理位置与汽车航行方向之间的偏转角度。


2.根据权利要求1所述的基于车载导航计算朝拜方向的方法，其特征在于，上述步骤S1的具体步骤如下：
获取模块从CAN总线实时获取车速信息和档位信息；
将车速信息转换为占空比恒定的PWM波形信号，计算PWM发生频率；
将档位信息转换为档位电平信号，并定义档位信息中的前进档位和后退档位分别代表的其中一种档位电平信号；
获取模块将PWM波形信号和档位电平信号发送至GPS惯性导航模块。


3.根据权利要求2所述的基于车载导航计算朝拜方向的方法，其特征在于，所述PWM发生频率的计算公式为f＝v/l，其中，f为PWM发生频率，v为车速信息，l为每个PWM脉冲之间的平均间距。


4.根据权利要求3所述的车载导航计算朝拜方向的方法，其特征在于，所述PWM波形信号的占空比为50％，所述平均间距为2cm。


5.根据权利要求1所述的基于车载导航计算朝...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永锋，顾焰，
申请(专利权)人：佛吉亚好帮手电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36