微惯性导航系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种微惯性导航系统及方法，其中该微惯性导航系统包括有：一ＧＰＳ信号接收模块、一微控制处理单元（ＭＣＵ）、一惯性感测单元、一导航软件模块与一电子地图数据库。运作时，该ＧＰＳ信号接收模块传送ＧＰＳ信号至该微控制处理单元中处理，且由该惯性感测单元产生一车辆三维状态信息，而该ＧＰＳ信号与该车辆三维状态信息经该微控制处理单元整合处理后以有线信息传输方式或无线信息传输方式传至该导航软件模块中，并由该电子地图数据库提供一立体道路地图信息至该导航软件模块中处理；最后，该导航软件模块整合处理得出一立体道路导航信息。本发明专利技术还提出一种在无ＧＰＳ信号下的微惯性导航方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导航系统与方法，尤其涉及一种以GP S信号搭配整合 惯性元件所提供的信息，用以进行立体道路导航的微惯性导航系统与方法。
技术介绍
得益于科技进步，使得卫星定位装置已不再是高档的电子产品，且由于 生活水准提高，人们逐渐重视休闲下，许多驾驶人会在汽车中加装卫星定位 装置，用以在广大的活动空间及复杂的交通网路中，定位出车辆所在，因此 使得近年来卫星定位装置的销售数量大幅增加。而目前车辆的导航是以卫星定位来完成的，也即利用卫星定位装置上安 装一导航软件，通过该导航软件将导航信息显示在显示器上，以提供驾驶人 道路导航的信息。请参阅图1所示，以往导航系统包含有一输入装置1 a、 一G P S接收装置2 a、 一平面电子地图数据库3 a、 一路径选择装置4 a、 一 导航软件装置5 a、 一通信装置6 a与一显示装置7 a。该输入装置1 a用来提供功能的选择，而该G P S接收装置2 a用来接收 卫星信号而定位汽车目前所在的位置，并将此一相关信息提供给该导航软件 装置5 a以及该路径选择装置4 a，而该平面电子地图数据库3 a存有平面电 子地图以及相关的坐标、属性等信息。路径选择装置4 a可以依据输入装置1 a的指令要求，自该平面电子地图 数据库3a中所存储的庞大信息中提取使用者所需要的部份。接着再由该路 径选择装置4a依据使用者的指示，决定一起点与一终点，并寻找一条花费 最少时间与距离，而能由起点到终点的导引路径。该通信装置6a则是能够与一行控中心进行无线信息交换，因此能够提 供驾驶人即时路况以及相关情报。故当导航软件装置5a接收到上述导引路 径、目前所在位置及平面电子地图等相关信息后，就能够产生一结果影像8 a并传送至该显示装置7a上加以显示(如图2所示)，通过此引导驾驶人。然而，公知导航定位装置具有以下缺点仅提供二维平面道路导航，无法进一步提供准确的道路环境(高架桥或 地下道)，导致驾驶人误判行进路线。一旦接收不到GPS信号时，整个导航定位装置将失灵，丧失导航的功能。公知导航定位装置内需额外加装信息处理软件用以将G P S信号转换 成适合导航软件所用的通信协议格式。
技术实现思路
于是，本专利技术人为改善上述缺点，提出一种合理且有效改善上述缺点的 本专利技术。本专利技术的主要目的，在于提供一种，通过惯性测量元件提供车辆三维状态信息，并搭配GPS信号，提供驾驶人更精确的立 体道路导航，且一旦无任何GPS信号时，也能提供无中断信号进行持续的 定位与追踪。为了达成上述的目的，本专利技术提供一种微惯性导航系统，其特征在于包 括有 一微惯性处理子系统，该微惯性处理子系统具有一GPS信号接收模 块、 一微控制处理单元(MCU)与一惯性感测单元，其中该GPS信号接 收模块与该惯性感测单元电性连接该微控制处理单元； 一导航处理子系统， 该导航处理子系统具有一导航软件模块与一电子地图数据库，其中该导航软 件模块内设置有一处理器，该处理器电性连接该导航软件模块、该电子地图 数据库与该微控制处理单元。本专利技术提供一种微惯性导航方法，其特征在于包括以下步骤由一GP S信号接收模块接收一G P S信号，该G P S信号通过该G P S信号接收模 块传送至一微控制处理单元(MCU)中处理；由一惯性感测单元测量车辆 运动状态以提供一车辆三维状态信息，并且该惯性感测单元输出该车辆三维 状态信息至该微控制处理单元中处理；而后，该微控制处理单元整合处理该 GP S信号与该车辆三维状态信息，提供一符合导航软件通信协议格式的三 维导航信息，并且将该三维导航信息以有线信息传输方式或无线信息传输方 式传送至一处理器中运算处理；随后，由一电子地图数据库提供一立体道路地图信息至该处理器中处理；最后该处理器整合处理该三维导航信息与该立体道路地图信息，以提供一立体道路导航信息给驾驶人。本专利技术提供另一种微惯性导航方法，其特征在于包括以下步骤当一GP S信号接收模块接收不到任何G P S信号时，该G P S信号接收模块传送 最后一次接收的GPS信号至一微控制处理单元(MCU)中处理；由一惯 性感测单元持续测量车辆运动状态以提供一车辆三维状态信息，并且该惯性 感测单元输出该车辆三维状态信息至该微控制处理单元中处理；随后，该微 控制处理单元以该最后一次接收的G P S信号为基准，并加上该车辆三维状态信息，经过整合模拟出一符合导航软件通信协议格式的三维导航信息，并 且以有线信息传输方式或无线信息传输方式将该三维导航信息传送至一处 理器中处理；然后，由一电子地图数据库提供一立体道路地图信息至该处理 器中处理；最后该处理器整合处理该三维导航信息与该立体道路地图信息， 以提供一立体道路导航信息给驾驶人。 本专利技术具有以下有益效果以该惯性感测单元提供高度信号，并搭配GPS信号，经整合处理后， 可让驾驶人享受到精准的立体道路导航。本专利技术的方法也适用于在接收不到G P S信号状况下，即本专利技术的方法 能以最后一次接收的GP S信号为基准，并加上该惯性感测单元所输出的信 息，经整合模拟后，得到在无GPS信号下的立体道路导航信息。无需额外增加处理软件用以将G P S信号与该惯性感测单元所提供的信息转换成合乎导航软件通信协议的格式，故节省制作成本。本专利技术的方法将GP S信号与该惯性感测单元所提供的信息整合后，经该微控制处理单元以合乎导航软件通信协议的格式直接传输至该导航软 件模块中的处理器处理使用。为能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的 详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加 以限制。附图说明图1为公知导航系统的架构示意图。6图2为公知导航系统显示的平面地图。图3为本专利技术的微惯性导航系统的架构示意图。图4为本专利技术的微惯性导航方法的步骤流程图。图5为本专利技术的微惯性导航方法的另一步骤流程图。图6为本专利技术的立体道路导航影像示意图。其中，附图标记说明如下(公知)la输入装置2a GPS接收装置3 a平面电子地图数据库4 a路径选择装置5 a导航软件装置6 a通信装置 7a显示装置 8a结果影像 (本专利技术)1 微惯性处理子系统1 1微控制处理单元12 惯性感测单元13 GPS信号接收模块2 导航处理子系统 21 导航软件模块211 处理器2 2 电子地图数据库3 导航影像具体实施例方式请参阅图3所示，本专利技术提出一惯性导航系统，该惯性导航系统用于提供驾驶人行车信息，其包括有 一微惯性处理子系统1与一导航处理子系统2 ，且该微惯性处理子系统1与该导航处理子系统2彼此电性连接，由此达7到信息的传送接收。另外，该微惯性处理子系统1与该导航处理子系统2也 可彼此以无线电性连接的方式传送接收信息。该微惯性处理子系统1具有一微控制处理单元(MCU) 11、 一惯性 感测单元1 2与一G P S信号接收模块1 3 ，且该惯性感测单元1 2与该G P S信号接收模块1 3电性连接该微惯性处理模块1 1 ，从而使该微控制处 理单元ll处理该惯性感测单元l2与该GPS信号接收模块l3所提供 的信息。另外，该惯性感测单元l 2为一加速度计或一陀螺仪，或是该加速 度计与该陀螺仪两装置的搭配。该导航处理子系统2与该微惯性处理子系统1电性连接，其中该导航处 理子系统2具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微惯性导航系统，其特征在于包括有：　一微惯性处理子系统，该微惯性处理子系统具有一ＧＰＳ信号接收模块、一微控制处理单元与一惯性感测单元，其中该ＧＰＳ信号接收模块与该惯性感测单元电性连接该微控制处理单元；　一导航处理子系统，该导 航处理子系统具有一导航软件模块与一电子地图数据库，其中该导航软件模块内设置有一处理器，该处理器电性连接该导航软件模块、该电子地图数据库与该微控制处理单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李春煌，
申请(专利权)人：环隆电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]