一种组合导航定位系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种组合导航定位系统及其控制方法，定位系统包括数据处理模块、连接数据处理模块的北斗定位接收机和惯性导航系统处理模块、连接惯性导航系统处理模块的惯性导航系统、反光标志、对应反光标志设置且连接数据处理模块的激光导航传感器。控制方法包括计算运动物体的北斗导航信息；通进行导航积分计算获得载体位置、速度和姿态等惯性导航系统导航信息；激光导航传感器接收反光标志反射的激光信息并传递给数据处理模块；数据处理模块对激光信息进行处理得到为绝对位置信息；数据处理模块对所有信息进行融合计算，得出最终精确的载体导航定位信息。本发明专利技术有效的提高了组合导航定位精度，且绝对位置信息稳定、持续且精确。

An integrated navigation and positioning system and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种组合导航定位系统及其控制方法
本专利技术属于导航定位
，具体涉及一种组合导航定位系统及其控制方法。
技术介绍
汽车主要用于：载运人员和(或)货物，随着社会的快速发展，汽车已经在人民生活中发挥着越来越大的作用。随着人们出行频率的增加，对车载导航系统的需求也日益增强。目前民用定位精度一定程度上满足了车辆定位的精度要求，但导航精度仍需提高，尤其是对自动公路系统来说，导航精度亟需高。中国北斗卫星导航系统(英文名称：BeiDouNavigationSatelliteSystem，简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。但是由于车辆经常行驶于城市高楼间，或者行驶于高架桥下、隧道时，定位信号将会丢失，不能提供导航和定位功能，不能满足某些需要实时定位的公共服务车辆和特种车辆的功能需求。惯性导航系统系统具有自主导航能力，不受环境、载体机动及无线电干扰的影响，能够连续的提供载体位置、速度和姿态等导航定位信息，其数据更新频率快，且在短时间内具有较高的相对精度。但是，随着系统工作时间的延长，INS系统的导航误差会随之积累增长，此时就需要利用外部观测信息来修正INS系统，以控制其随时间积累的误差。激光导航是自动公路系统的一种基本导航方式，因为激光导航对环境要求不高，其实用性前景也最被看好。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种组合导航定位系统及其控制方法，能够提高导航精度。本专利技术所采用的技术方案是：一种组合导航定位系统，包括数据处理模块、连接数据处理模块的北斗定位接收机、连接数据处理模块的惯性导航系统处理模块、连接惯性导航系统处理模块的惯性导航系统、反光标志、对应反光标志设置且连接数据处理模块的激光导航传感器。一种组合导航定位系统的控制方法，包括如下步骤：S1、通过北斗定位接收机接收北斗卫星的定位数据，计算运动物体的北斗导航信息；S2、通过惯性导航系统处理模块接收惯性导航系统输出的数字信号，进行导航积分计算获得载体位置、速度和姿态等导航信息；S3、激光导航传感器接收反光标志反射的激光信息并传递给数据处理模块；S4、数据处理模块接收到激光导航传感器传递的激光信息并对其进行分析处理得到为绝对位置信息；S5、数据处理模块对北斗导航信息、惯性导航系统导航信息以及绝对位置信息进行融合计算，得出最终精确的载体导航定位信息。本专利技术的特点还在于：数据处理模块包括解码器和滤波模块，所述解码器连接激光导航传感器，所述滤波模块连接北斗定位接收机和惯性导航系统处理模块。惯性导航系统包括三轴正交安装的陀螺仪和三轴正交安装的加速度计。陀螺仪采用光纤陀螺仪。加速度计采用硅微加速度计。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种组合导航定位系统及其控制方法，通过对北斗导航信息、惯性导航系统导航信息以及激光导航传感器信息进行融合计算，有效的提高了组合导航定位精度，且绝对位置信息稳定、持续且精确。附图说明图1是本专利技术一种组合导航定位系统的结构示意图。图中，1.北斗定位接收机，2.惯性导航系统，3.惯性导航系统处理模块，4.激光导航传感器，5.数据处理模块。具体实施方式下面结合附图对本专利技术创造做进一步详细说明。一种组合导航定位系统，该定位系统包括：北斗定位接收机1、惯性导航系统2、惯性导航系统处理模块3、反光标志、激光导航传感器4及数据处理模块5，参见图1。惯性导航系统2、惯性导航系统2处理单元和数据处理模块5顺序连接，北斗定位接收机1与数据处理模块5连接，激光导航传感器4和数据处理模块5连接，反光标志设置在道路上，激光导航传感器4设置在车上且对应反光标志设置。激光导航传感器4可安装在车辆前保险杠上。北斗定位接收机1用于输出导航测量信息、可用星历数据以及卫星健康状态数据，惯性导航系统2用于输出惯性测量数据，惯性导航系统处理模块3连接惯性导航系统2，惯性导航系统处理模块3接收惯性导航系统2输出的数字信号，通过导航积分计算获得载体位置、速度和姿态数据。反光标志铺设在道路上，反光标志可采用反光柱、反光条等，本实施方式中反光标志垂直地面铺设于道路中央，采用对特定波长光反光的反光条，通过编码储存道路的绝对位置信息，编码方法为二进制编码，即以二进制编码表示精确的经纬度信息。激光光源设置在车辆上，激光光源发出的光经反光标志反射后被激光导航传感器4接收。其中，激光光源采用红光和绿光，反光标志为红色反光和绿色反光，以红色反光为0，绿色反光为0。通过激光导航传感器4将该绝对位置信息传递给数据处理模块5，数据处理模块5用于能够接收上述北斗定位接收机1、惯性导航系统处理模块3和激光导航传感器4输出的导航信息，并计算得到最终的组合导航信息。数据处理模块5包括一个解码器和一个滤波模块，能够接收上述北斗定位接收机1、惯性导航系统处理模块3和激光导航传感器4输出的导航信息，解码器连接滤波模块，通过滤波计算，修正惯性导航系统处理模块3的参数，得到最终的组合导航信息。惯性导航系统2处理单元和北斗定位接收机1均与滤波模块连接，激光导航传感器4和解码器连接。该方法可以整合多个子导航信息，以得到比子导航信息更高精度和更可靠的导航信息。惯性导航系统2包括三轴正交安装的陀螺仪和三轴正交安装的加速度计，陀螺仪用于提供三轴角速度测量值，陀螺仪采用光纤陀螺仪，加速度计用于提供三轴加速度测量值，加速度计采用硅微加速度计。本专利技术通过滤波技术将北斗导航定位信息、惯性导航系统2导航定位信息和激光导航定位信息进行数据融合，得到最终的高精度、实时性强，持续性好的导航定位结果。本专利技术一种组合导航定位系统的控制方法包括如下步骤：S1、通过北斗定位接收机1接收北斗卫星的定位数据，计算运动物体的北斗导航信息。S2、通过惯性导航系统处理模块3接收惯性导航系统2输出的数字信号，进行导航积分计算获得载体位置、速度和姿态等惯性导航系统2导航信息。S3、激光导航传感器4接收反光标志反射的激光信息并传递给数据处理模块5，数据处理模块5接收到激光导航传感器4传递的激光信息并对其进行分析处理得到为绝对位置信息。当运动物体经过反光标志时，激光导航传感器4传感到激光信息并将激光信息即编码信息发送给数据处理模块5。具体为：当载体(车辆)驶过铺设在道路上的反光标志时，激光导航传感器4通过判断反光标志的采集反光标志反射的激光颜色信息并将结果传送给数据处理模块5，数据处理模块5接收到激光导航传感器4传递的编码信息并对其进行解码，即将编码信息转换为绝对位置信息。S5、数据处理模块5中的滤波模块对接收到的北斗导航信息、惯性导航系统2导航信息以及激光导航传感器4信息进行滤波融合计算，得出最终精确的载体导航定位信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合导航定位系统，其特征在于，包括数据处理模块(5)、连接数据处理模块(5)的北斗定位接收机(1)、连接数据处理模块(5)的惯性导航系统处理模块(3)、连接惯性导航系统处理模块(3)的惯性导航系统(2)、反光标志、对应反光标志设置且连接数据处理模块(5)的激光导航传感器(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合导航定位系统，其特征在于，包括数据处理模块(5)、连接数据处理模块(5)的北斗定位接收机(1)、连接数据处理模块(5)的惯性导航系统处理模块(3)、连接惯性导航系统处理模块(3)的惯性导航系统(2)、反光标志、对应反光标志设置且连接数据处理模块(5)的激光导航传感器(4)。


2.根据权利要求1所述一种组合导航定位系统，其特征在于，所述数据处理模块(5)包括解码器和滤波模块，所述解码器连接激光导航传感器(4)，所述滤波模块连接北斗定位接收机(1)和惯性导航系统处理模块(3)。


3.根据权利要求1所述一种组合导航定位系统，其特征在于，所述惯性导航系统(2)包括三轴正交安装的陀螺仪和三轴正交安装的加速度计。


4.根据权利要求3所述一种组合导航定位系统，其特征在于，所述陀螺仪采用光纤陀螺仪。
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【专利技术属性】
技术研发人员：曾晓青，
申请(专利权)人：陕西瑞特测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61