【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车导航，具体涉及基于车机手机互联的车机gps定位导航系统。
技术介绍
1、手机与车机互联是指将手机内容映射到液晶屏上，通过车机的物理按键或者语音命令进行相应功能操作，如导航、音乐、电话等，从而提升驾驶乐趣。车机互联产品受到汽车厂商的极大欢迎，一方面，手机与车机互联作为车联网的行业热点，将汽车与智能手机结合起来，增加了汽车科技感，提升了用户粘性；另外一方面，手机与车机互联方案使得车机自带的导航功能不再成为标配，有助于节省成本。
2、如公告号为cn110954094a所公开的车用导航定位终端系统，其虽然实现了为车辆出行安全、方便的导航提供有力的保障，系统采用模块化设计，结构简单、易于实现且运行稳定可靠，通过gps定位定向接收机和惯性导航系统解决实际使用中，实现各种环境下的准确导航，提高定位定向精度和可靠性；但是并未解决现有的基于车机手机互联的车机gps定位导航系统还存在的问题：在用户对路线进行导航后，不方便对导航的路线进行分享，导致无法将该用户使用的导航路线，分享给其他用户，从而使得其他用户不能直接采用该用户的导航路线进行导航，降低了社交互动性，另外，在用于电车时，不方便对电池的状态进行监控，从而不能在电池出现安全隐患时，及时进行提醒，为此我们提出基于车机手机互联的车机gps定位导航系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于车机手机互联的车机gps定位导航系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技
3、所述数据交换模块包括蓝牙/wi-fi模块、usb接口、协议栈和nfc模块，用于实现车机与手机之间的数据交换；
4、所述定位模块用于利用手机的gps功能进行定位，所述定位模块包括手机gps模块、定位算法模块、定位数据处理单元、位置更新模块、室内定位模块，所述手机gps模块用于利用手机内置的高精度gps模块进行定位，所述定位算法模块采用多源融合定位算法，结合gps、基站、wi-fi的定位方式，提高定位精度，所述定位数据处理单元用于解析从手机接收到的定位数据，对定位数据进行校正，消除偏差，将多种定位数据进行融合处理，生成最终的定位结果，将处理后的定位数据存储在本地或上传至云端，所述位置更新模块用于实时更新当前位置，并将数据传输至车机，所述室内定位模块用于通过蓝牙信标技术进行室内定位；
5、所述地图模块用于获取手机中的地图数据，并在车机上显示；
6、所述导航模块用于采用最短路径算法或多目标优化算法，根据路况、交通流量等因素规划最优路径,利用手机的数据连接，实时获取路况信息，并调整导航路径,提供语音和图形指引，确保驾驶员能够清楚地了解行驶路线；
7、所述路径共享模块用于记录车机的行驶路线，并可以将车机的行驶路线记录分享给其他用户，使其他用户直接得到该分享的行驶路线，并沿此行驶路线进行导航；
8、所述语音控制模块用于通过语音指令控制导航系统；
9、所述用户交互模块用于提供友好的用户界面，便于用户操作；
10、所述远程电池报警模块用于通过teverun应用程序使手机与车机互连，并授予通知权限，当电池存在过热风险时，发出报警，同时手机进行提醒，及时应对潜在风险；
11、所述用户交互模块还通过通信模块与移动终端和远程终端连接，所述远程终端和移动终端获取定位数据之后，所述移动终端和远程终端可手动进行位置更改，并通过所述通信模块将位置更改信息反向传输至地图模块，在所述地图模块上显示手动位置定位信息；所述移动终端和远程终端分别通过通信模块与滑板车上的mcu模块连接，所述mcu模块通过门驱动电路连接有驱动电路，所述驱动电路连接有动力电机，所述动力电机、驱动电路和mcu模块分别与距离传感器、温度传感器和霍尔传感器形成并联电路，所述霍尔位置传感器用于感测动力电机当前的位置，所述距离传感器用于感知障碍物距离滑板车的距离，所述温度传感器用于感知滑板车行驶路线环境的环境温度，所述温度传感器和距离传感器分别将数据反馈给mcu模块；所述mcu模块与用户交互模块连接，滑板车用户通过所述用户交互模块得到环境中的突发信息，包括距离传感器感应的障碍物和温度传感器感应的环境温度，并在所述移动终端和远程终端进行显示。
12、优选的，所述定位算法模块采用多源融合定位算法将gps定位、基站定位、wi-fi定位的定位方式的数据进行融合，所述多源融合定位算法包括卡尔曼滤波算法，所述卡尔曼滤波算法通过卡尔曼滤波器对多种定位数据进行融合处理，提高定位精度。
13、优选的，所述卡尔曼滤波算法包括以下公式：
14、状态方程： xk+1=fkxk+bkuk+wk；
15、其中，xk是状态向量，fk是状态转移矩阵，bk是控制矩阵，uk是控制向量，wk是过程噪声，k是时间步长或迭代次数，用于标识当前的迭代步骤；
16、观测方程：zk=hkxk+vk；
17、其中，zk是观测向量，hk是观测矩阵，vk是观测噪声；
18、预测步骤：
19、；
20、；
21、其中，是预测状态，是预测协方差矩阵，qk是过程噪声协方差矩阵。
22、优选的，所述卡尔曼滤波算法还包括以下公式：
23、更新步骤：
24、；
25、；
26、；
27、其中，kk是卡尔曼增益，rk是观测噪声协方差矩阵，i是单位矩阵，用于保持矩阵或向量的不变性，在卡尔曼滤波算法中用于更新协方差矩阵。
28、优选的，所述位置更新模块每隔一定时间更新一次位置信息，通过无线连接将位置信息传输至车机，确保车机和手机之间的位置信息同步，避免延迟或丢失；所述室内定位模块采用蓝牙信标定位，使用低功耗蓝牙信标发射信号，通过手机接收信号强度来估算位置，利用wi-fi信号强度创建指纹数据库，通过比对信号强度来确定位置，并利用超宽带技术进行高精度定位。
29、优选的，所述蓝牙信标定位具体为通过蓝牙信标发射信号，手机接收信号强度，通过rssi值估算距离，包括以下公式：
30、；
31、其中，d是距离，txpower是发射功率，rssi是接收信号强度，n是环境因子。
32、优选的，所述超宽带技术具体为利用uwb信号进行高精度定位，通过测量信号到达时间或飞行时间来确定位置，包括以下公式：
33、；
34、其中，d是距离，c是光速，δt是信号到达时间差。
35、优选的，所述路径共享模块包括路径记录单元、路径处理单元、路径分享单元，所述路径记录单元利用gps模块记录用户的行驶路径，包括经纬度坐标、时间戳等信息，将记录的数据以文本文件或数据库的形式存储本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于车机手机互联的车机GPS定位导航系统，其特征在于：包括数据交换模块、定位模块、地图模块、导航模块、路径共享模块、语音控制模块、用户交互模块和远程电池报警模块；
2.根据权利要求1所述的基于车机手机互联的车机GPS定位导航系统，其特征在于：所述定位算法模块采用多源融合定位算法将GPS定位、基站定位、Wi-Fi定位的定位方式的数据进行融合，所述多源融合定位算法包括卡尔曼滤波算法，所述卡尔曼滤波算法通过卡尔曼滤波器对多种定位数据进行融合处理，提高定位精度。
3.根据权利要求2所述的基于车机手机互联的车机GPS定位导航系统，其特征在于：所述卡尔曼滤波算法包括以下公式：
4.根据权利要求3所述的基于车机手机互联的车机GPS定位导航系统，其特征在于：所述卡尔曼滤波算法还包括以下公式：
5.根据权利要求1所述的基于车机手机互联的车机GPS定位导航系统，其特征在于：所述位置更新模块每隔一定时间更新一次位置信息，通过无线连接将位置信息传输至车机，确保车机和手机之间的位置信息同步，避免延迟或丢失；所述室内定位模块采用蓝牙信标定位，使用低功耗蓝牙
6.根据权利要求5所述的基于车机手机互联的车机GPS定位导航系统，其特征在于：所述蓝牙信标定位具体为通过蓝牙信标发射信号，手机接收信号强度，通过RSSI值估算距离，包括以下公式：
7.根据权利要求6所述的基于车机手机互联的车机GPS定位导航系统，其特征在于：所述超宽带技术具体为利用UWB信号进行高精度定位，通过测量信号到达时间或飞行时间来确定位置，包括以下公式：
8.根据权利要求1所述的基于车机手机互联的车机GPS定位导航系统，其特征在于：所述路径共享模块包括路径记录单元、路径处理单元、路径分享单元，所述路径记录单元利用GPS模块记录用户的行驶路径，包括经纬度坐标、时间戳等信息，将记录的数据以文本文件或数据库的形式存储，包含路径点的经纬度坐标、时间戳等信息，所述路径处理单元用于将记录下来的路径数据进行处理，生成易于分享的格式，根据记录的路径点生成完整的路径信息，对路径数据进行压缩处理，减少数据量，所述路径分享单元用于通过无线传输方式将路径数据直接分享给其他用户，支持将路径信息直接分享到社交媒体平台。
9.根据权利要求1所述的基于车机手机互联的车机GPS定位导航系统，其特征在于：所述远程电池报警模块包括电池状态监测单元、电池状态处理单元、无线通信单元、报警单元和用户通知单元，所述电池状态监测单元用于通过传感器实时监测电池的电压、电流、温度等参数，并以数字信号形式输出，通过串口或其他接口读取，所述电池状态处理单元用于将采集到的电池状态数据进行处理，计算电池剩余容量、健康状态，并设定电池状态的阈值，根据设定的阈值判断是否需要触发报警，当电压低于设定的阈值时触发报警，所述无线通信单元用于实时传输电池状态数据，确保信息及时传达，所述报警单元用于在车机上通过声音或灯光提示报警信息，以及通过无线通信单元将报警信息发送至用户手机进行提醒，所述用户通知单元用于通过手机应用程序通知用户电池状态信息。
10.根据权利要求1所述的基于车机手机互联的车机GPS定位导航系统，其特征在于：还包括应急救援模块，所述应急救援模块提供一键求助按钮，紧急情况下快速联系救援机构，发生事故时能够发送报警信息，并提供车辆位置，并存储用户的医疗信息，便于救援时提供参考，同时预设紧急联系人信息，紧急情况下自动联系。
...【技术特征摘要】
1.基于车机手机互联的车机gps定位导航系统，其特征在于：包括数据交换模块、定位模块、地图模块、导航模块、路径共享模块、语音控制模块、用户交互模块和远程电池报警模块；
2.根据权利要求1所述的基于车机手机互联的车机gps定位导航系统，其特征在于：所述定位算法模块采用多源融合定位算法将gps定位、基站定位、wi-fi定位的定位方式的数据进行融合，所述多源融合定位算法包括卡尔曼滤波算法，所述卡尔曼滤波算法通过卡尔曼滤波器对多种定位数据进行融合处理，提高定位精度。
3.根据权利要求2所述的基于车机手机互联的车机gps定位导航系统，其特征在于：所述卡尔曼滤波算法包括以下公式：
4.根据权利要求3所述的基于车机手机互联的车机gps定位导航系统，其特征在于：所述卡尔曼滤波算法还包括以下公式：
5.根据权利要求1所述的基于车机手机互联的车机gps定位导航系统，其特征在于：所述位置更新模块每隔一定时间更新一次位置信息，通过无线连接将位置信息传输至车机，确保车机和手机之间的位置信息同步，避免延迟或丢失；所述室内定位模块采用蓝牙信标定位，使用低功耗蓝牙信标发射信号，通过手机接收信号强度来估算位置，利用wi-fi信号强度创建指纹数据库，通过比对信号强度来确定位置，并利用超宽带技术进行高精度定位。
6.根据权利要求5所述的基于车机手机互联的车机gps定位导航系统，其特征在于：所述蓝牙信标定位具体为通过蓝牙信标发射信号，手机接收信号强度，通过rssi值估算距离，包括以下公式：
7.根据权利要求6所述的基于车机手机互联的车机gps定位导航系统，其特征在于：所述超宽带技术具体为利用uwb信号进行高精度定位，通过测量信号到达时间或飞行时间来确定位置，包括以下公式：
8.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦海军，徐光付，
申请(专利权)人：宁波特佰轮科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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