组合惯性导航系统及导航数据处理方法技术方案

本申请提供一种组合惯性导航系统及导航数据处理方法，其中，组合惯性导航系统包括中央处理器、多个惯性传感器、多个卫星信号模块，其中，中央处理器能够将多个惯性传感器、多个卫星信号模块检测的数据进行比较，以确定多个惯性传感器、多个卫星信号模块是否有故障，并基于此输出更加可靠的导航数据，因此，本申请具有系统诊断覆盖率高、可靠性高的优点。

【技术实现步骤摘要】
组合惯性导航系统及导航数据处理方法
本申请涉及智能驾驶领域，具体而言，涉及一种组合惯性导航系统及导航数据处理方法。
技术介绍
随着智能驾驶的兴起与快速发展，惯性导航系统由于具有的输出信息不间断、不受外界干扰的独特优势，可用于提供精确可靠的连续的导航信息，然而，惯性导航系统提供的导航信息，短时间内虽然精度高，但是定位误差会随时间积累，因此，现有技术将惯性导航系统与卫星导航组合而形成了组合导航系统。然而，现有技术中的组合惯性导航系统，其内部采用普通的QM(车规级)硬件系统，其中，惯性传感器为系统提供车辆的加速度、角速度数据，卫星信号模块为系统提供GPS卫星信息，配合车辆层面提供的车辆信息(包括车辆轮速，挡位状态等)，在处理器内通过一种融合算法计算出车辆的姿态、位置速度、加速度、角速度信息，此架构为单通道硬件，系统诊断覆盖率低，无法满足功能安全ASILx的要求，同时其可靠性与可用性均较差，无法为车辆提供安全可靠的导航定位信息。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种组合惯性导航系统及导航数据处理方法，用以提供可靠的导航定位信息，与现有技术相比，本申请具有系统诊断覆盖率高、可靠性更优的优点。本申请第一方面公开一种组合惯性导航系统，所述组合惯性导航系统包括：惯性传感器，所述惯性传感器用于采集车辆的第一车辆数据；卫星信号模块，所述卫星信号模块用于采集所述车辆的第二车辆数据，当所述惯性传感器的数量为一个时，所述卫星信号模块的数量为至少两个，当所述惯性传感器的数量为至少两个时，所述卫星信号模块的数量为至少一个；中央处理器，所述中央处理器与所述惯性传感器、所述卫星信号模块电性连接，所述中央处理器用于将两个所述惯性传感器采集的所述车辆的第一车辆数据进行比较并生成第一比较结果，或所述中央处理器用于将两个所述卫星信号模块采集的所述车辆的第二车辆数据进行比较并生成第二比较结果；当所述第一比较结果大于第一预设阈值或所述第二比较结果大于第二预设阈值时，所述组合惯性导航系统进入安全状态，所述安全状态下，所述中央处理器停止输出导航数据，并发送异常信息给外部系统；当所述第一比较结果小于第一预设阈值或所述第二比较结果小于第二预设阈值时，所述中央处理器用于所述第一车辆数据、第二车辆数据输出导航数据。在本申请第一方面中，通过将两个惯性传感器检测的数据比对可判断惯性传感器是否有异常，通过将两个卫星信号模块接收到的定位数据进行比较可判断卫星信号模块是否有异常，这样一来，当检测到惯性传感器、卫星信号模块有异常时，可使得系统进入安全状态，进而在安全状态下，系统不输出有误的导航数据，并发送异常信息给外部系统，以降低安全事故的发生概率，而现有技术中的组合惯性导航系统其只有一个惯性传感器和只有一个卫星信号模块，进而无法判断惯性传感器、卫星信号模块是否工作正常，进而导致惯性传感器、卫星信号模块输出的导航数据有误而进一步导致发生安全事故，因此，与现有技术相比，本申请具有更优的系统诊断覆盖率和更优的可靠性。在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述第一车辆数据包括所述车辆的三轴加速度、所述车辆的角速度。在本可选的实施方式中，通过获取车辆的三轴加速度、车辆的角速度可基于该车辆的三轴加速度、车辆的角速度判断惯性传感器是否有异常，如果有，则系统进入安全状态，安全状态下，系统不输出导航数据，并发送异常信息给外部系统，以降低安全事故的发生概率。在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述第二车辆数据包括所述车辆的定位数据。在本可选的实施方式中，第二车辆数据包括所述车辆的定位数据，进而通过车辆的定位数据可判断卫星信号模块是否工作正常，若否，则系统进入失效装置，安全状态下，系统不输出导航数据，并发送异常信息给外部系统，以降低安全事故的发生概率。在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，导航数据包括姿态信息、位置信息、时间同步信息、角速度信息、速度信息。在可选实施方式中，通过对惯性传感器、卫星信号模块的诊断，可提供更加可靠的姿态信息、位置信息、时间同步信息、角速度信息、速度信息。在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述组合惯性导航系统还包括监控模块，所述监控模块与所述中央控制器、所述惯性传感器、所述卫星信号模块电性连接；所述监控模块用于检测所述中央控制器、所述惯性传感器、所述卫星信号模块是否存在故障，若是则使得所述组合惯性导航系统进入安全状态。在本可选的实施方式中，当第一比较结果大于第一预设阈值或第二比较结果大于第二预设阈值时，监控模块能够使得所述组合惯性导航系统进入安全状态。在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述中央处理器的数量为两个，所述中央处理器还用于将自身生成的所述第一比较结果、所述第二比较结果与另一个所述中央处理器生成的所述第一比较结果、所述第二比较结果进行比较；当一个所述中央控制器自身生成的所述第一比较结果、所述第二比较结果与另一个所述中央处理器生成的所述第一比较结果、所述第二比较结果不一致时，其中一个所述中央处理器使所述组合惯性系统进入安全状态。在本可选的实施方式中，当一个中央控制器自身生成的第一比较结果、第二比较结果与另一个中央处理器生成的第一比较结果、第二比较结果不一致时，组合惯性系统可进入安全状态。在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述组合惯性导航系统还包括天线电路，所述天线电路与所述卫星信号模块电性连接，所述天线电路用于接收外部天线搜索的天线信号并将所述天线信号发送至所述卫星信号模块。在本可选的实施方式中，通过天线电路能够接收外部天线搜索的天线信号并将所述天线信号发送至所述中央控制器。在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述组合惯性导航系统还包括电源管理模块，所述电源管理模块输入端与电源输入电性连接，所述电源管理模块的输出端与所述惯性传感器、所述卫星信号模块、所述中央处理器电性连接，所述电源管理模块用于向所述电源管理模块的输出端与所述惯性传感器、所述卫星信号模块、所述中央处理器供电。在本可选的实施方式中，通过电源管理模块，可向卫星信号模块、中央处理器、惯性传感器供电。本申请第二方法提供一种导航数据处理方法，所述导航数据处理方法应用于本申请第一方面公开的组合惯性导航系统中的中央处理器，所述方法包括：接收惯性传感器采集的数据、卫星信号模块采集的数据及车辆信息；对所述惯性传感器采集的惯性数据进行数据处理，以生成第一车辆数据；对所述卫星信息采集的数据进行数据处理，以生成第二车辆数据和时间同步信息；融合所述车辆信息、第一车辆数据、第二车辆数据并得到导航数据；输出所述导航数据和所述和时间同步信息。在本申请第一方面中，通过第一车辆数据、第二车辆数据、第三车辆数据可融合得到导航数据及时间同步信息。在本申请第二方面中，作为一种可选的实施方式，在所述融合所述车辆信息、第一车辆数据、第二车辆数据并得到导航数据之前，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合惯性导航系统，其特征在于，所述组合惯性导航系统包括：/n惯性传感器，所述惯性传感器用于采集车辆的第一车辆数据；/n卫星信号模块，所述卫星信号模块用于采集所述车辆的第二车辆数据，当所述惯性传感器的数量为一个时，所述卫星信号模块的数量为至少两个，当所述惯性传感器的数量为至少两个时，所述卫星信号模块的数量为至少一个；/n中央处理器，所述中央处理器与所述惯性传感器、所述卫星信号模块电性连接，所述中央处理器用于将两个所述惯性传感器采集的所述车辆的第一车辆数据进行比较并生成第一比较结果，或所述中央处理器用于将两个所述卫星信号模块采集的所述车辆的第二车辆数据进行比较并生成第二比较结果；/n当所述第一比较结果大于第一预设阈值或所述第二比较结果大于第二预设阈值时，所述组合惯性导航系统进入安全状态，所述安全状态下，所述中央处理器停止输出导航数据，并发送异常信息给外部系统；/n当所述第一比较结果小于第一预设阈值或所述第二比较结果小于第二预设阈值时，所述中央处理器用于所述第一车辆数据、第二车辆数据输出导航数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合惯性导航系统，其特征在于，所述组合惯性导航系统包括：
惯性传感器，所述惯性传感器用于采集车辆的第一车辆数据；
卫星信号模块，所述卫星信号模块用于采集所述车辆的第二车辆数据，当所述惯性传感器的数量为一个时，所述卫星信号模块的数量为至少两个，当所述惯性传感器的数量为至少两个时，所述卫星信号模块的数量为至少一个；
中央处理器，所述中央处理器与所述惯性传感器、所述卫星信号模块电性连接，所述中央处理器用于将两个所述惯性传感器采集的所述车辆的第一车辆数据进行比较并生成第一比较结果，或所述中央处理器用于将两个所述卫星信号模块采集的所述车辆的第二车辆数据进行比较并生成第二比较结果；
当所述第一比较结果大于第一预设阈值或所述第二比较结果大于第二预设阈值时，所述组合惯性导航系统进入安全状态，所述安全状态下，所述中央处理器停止输出导航数据，并发送异常信息给外部系统；
当所述第一比较结果小于第一预设阈值或所述第二比较结果小于第二预设阈值时，所述中央处理器用于所述第一车辆数据、第二车辆数据输出导航数据。


2.如权利要求1所述的组合惯性导航系统，其特征在于，所述第一车辆数据包括所述车辆的三轴加速度、所述车辆的角速度。


3.如权利要求1所述的组合惯性导航系统，其特征在于，所述第二车辆数据包括所述车辆的定位数据。


4.如权利要求1所述的组合惯性导航系统，其特征在于，所述导航数据包括姿态信息、位置信息、时间同步信息、角速度信息、速度信息。


5.如权利要求1所述的组合惯性导航系统，其特征在于，所述组合惯性导航系统还包括监控模块，所述监控模块与所述中央控制器、所述惯性传感器、所述卫星信号模块电性连接；
所述监控模块用于检测所述中央控制器、所述惯性传感器、所述卫星信号模块是否存在故障，若是则使得所述组合惯性导航系统进入安全状态。


6.如权利要求1所述的组合惯性...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈潇杰，司徒春辉，王杰德，李荣熙，
申请(专利权)人：广州导远电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44