CN208521001U - 一种盲区车辆定位*** - Google Patents
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Abstract
一种盲区车辆定位***，包括盲区定位控制器，所述盲区定位控制器与CAN总线信号连接；所述盲区定位控制器包括车速计算模块、车速校验模块、姿态解析模块、数据存储模块和CAN通讯模块，所述车速计算模块与车速校验模块信号连接，所述车速校验模块与姿态解析模块信号连接，所述车速计算模块、车速校验模块、姿态解析模块分别与数据存储模块信号连接，所述车速计算模块、车速校验模块、姿态解析模块均通过CAN通讯模块与CAN总线信号连接。本设计不仅车速测算精度高，定位准确性高，而且将轮径考虑到了车速精算中有效提高准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及盲区定位***，尤其涉及盲区车辆定位***的控制方法，具体适用于减小累计误差，提高定位精度。
背景技术
现有车载定位导航***，一般包括：GNSS定位***（美国的GPS或者中国的北斗***）、数据传输***（GPRS\4G\电台传输）。目前所有的卫星定位导航***都依赖于卫星的数量，在有遮挡物的情况下，会出现卫星数量较少或者消失状况。当卫星的数量较少时候，会出现错误的导航数据导致数据不准确，当在卫星完全缺失时，定位导航***将无法工作，不能实现定位导航的功能。也就是说卫星定位导航方式存在一定的盲区效应，当车辆行驶到卫星盲区时，GNSS***将无法对车辆进行定位导航。目前，现有技术主要有两种，其中一种通过加装惯导装置来实现盲区的定位和导航。具体来说就是由GPS和数字陀螺仪为主要组成部分，当GPS信号有效时，利用GPS模块直接对位置定位，得到经纬度；当GPS信号无效时，以GPS无效点为原点，通过3轴数字加速度计、3轴数字罗盘、3轴数字陀螺仪、进行盲区相对位置的定位。第二种是通过盲区定位误差修正方法来实现定位导航。主要是在有信号时对测算数据进行修正得到修正系数，以便于信号缺失时提高盲区定位精度。
中国专利公开号为CN 104864867A，公开日为2015年8月26日的发明专利公开了一种适用GNSS 的车辆在VSYR 盲区定位误差修正方法，包括步骤：第一步、车辆进入GNSS 的可见区域之后，同时开始GNSS 定位和VSYR 盲区定位；第二步、根据VSYR 盲区道路情况，建立VSYR 速度传感器误差模型和横摆角速度传感器误差模型；第三步、利用车辆定位点偏差修正车辆速度传感器参数K0，利用车辆航向角偏差修正车辆横摆角速度传感器参数Kg。虽然该发明能使降低累计误差，但其仍存在以下缺陷：
1、该发明在整个车辆行驶过程中，***一直在对GNSS数据和VSYR做修正对比计算，在实际道路中盲区出现频次并不高，大部分行驶时间内GNSS是可用的，在车辆电子化越来越复杂的情况下，整车电子***包括控制器和数据总线CAN通道负荷占用率弥足珍贵，持续对比计算且大多数浪费掉，对整车电子***来说造成资源分配的浪费，存在降低其他***的性能的可能。
2、该发明未考虑在盲区行驶中车轮轮胎气压状态发生变化后引起的车速变化的问题，车速变化将导致对在非盲区建立的位置推演的误差。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的计算量大，推演误差大的问题，提供了一种计算量小，推演误差小的盲区车辆定位***。
为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：
一种盲区车辆定位***，包括盲区定位控制器，所述盲区定位控制器与CAN总线信号连接；
所述盲区定位控制器包括车速计算模块、车速校验模块、姿态解析模块、数据存储模块和CAN通讯模块，所述车速计算模块与车速校验模块信号连接，所述车速校验模块与姿态解析模块信号连接，所述车速计算模块、车速校验模块、姿态解析模块分别与数据存储模块信号连接，所述车速计算模块、车速校验模块、姿态解析模块均通过CAN通讯模块与CAN总线信号连接。
所述定位***还包括GNSS终端和整车控制器，所述GNSS终端、整车控制器均与CAN总线信号连接，所述整车控制器分别与方向盘角度传感器、载荷压力传感器、胎压传感器、轮速传感器和加速度传感器的信号输出端相连接。
所述车速计算模块包括轮径查询单元和车速查询单元，所述轮径查询单元与车速查询单元信号连接，所述车速查询单元与车速校验模块信号连接，所述轮径查询单元、车速查询单元分别与数据存储模块信号连接，所述轮径查询单元、车速查询单元均通过CAN通讯模块与CAN总线信号连接。
所述数据存储模块内存储有轮径测算表、车速测算表和修正系数β测算表。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
1、本实用新型一种盲区车辆定位***中的盲区定位控制器在非盲区路况下，不断计算车速与卫星测得的车速信号做对比，来优化修正系数β测算表，在盲区情况下利用轮径测算表、车速测算表和修正系数β测算表计算出较为准确的车速，有效降低了累计误差，提高了定位准确性。因此，本设计车速测算精度高，定位准确性高。
2、本实用新型一种盲区车辆定位***中的利用查表的方式来得出轮径、车速和修正系数β，有效降低了误差的累计，提高了测算精度。因此，本设计测算精度高、准确定好。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的控制原理图。
图中：盲区定位控制器1、车速计算模块11、车速校验模块12、姿态解析模块13、数据存储模块14、CAN通讯模块15、轮径查询单元16、车速查询单元17、GNSS终端2、整车控制器3、方向盘角度传感器31、载荷压力传感器32、胎压传感器33、轮速传感器34、加速度传感器35、CAN总线4。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参见图1至图2，一种盲区车辆定位***，包括盲区定位控制器1，所述盲区定位控制器1与CAN总线4信号连接；
所述盲区定位控制器1包括车速计算模块11、车速校验模块12、姿态解析模块13、数据存储模块14和CAN通讯模块15，所述车速计算模块11与车速校验模块12信号连接，所述车速校验模块12与姿态解析模块13信号连接，所述车速计算模块11、车速校验模块12、姿态解析模块13分别与数据存储模块14信号连接，所述车速计算模块11、车速校验模块12、姿态解析模块13均通过CAN通讯模块15与CAN总线4信号连接。
所述定位***还包括GNSS终端2和整车控制器3，所述GNSS终端2、整车控制器3均与CAN总线4信号连接，所述整车控制器3分别与方向盘角度传感器31、载荷压力传感器32、胎压传感器33、轮速传感器34和加速度传感器35的信号输出端相连接。
所述车速计算模块11包括轮径查询单元16和车速查询单元17，所述轮径查询单元16与车速查询单元17信号连接，所述车速查询单元17与车速校验模块12信号连接，所述轮径查询单元16、车速查询单元17分别与数据存储模块14信号连接，所述轮径查询单元16、车速查询单元17均通过CAN通讯模块15与CAN总线4信号连接。
所述数据存储模块14内存储有轮径测算表、车速测算表和修正系数β测算表。
一种盲区车辆定位***的控制方法，其特征在于：
所述控制方法包括：非盲区行驶的控制方法和盲区行驶的控制方法；
当车辆在非盲区行驶时，包括以下步骤：
第一步：轮径查询，首先，轮径查询单元16通过CAN通讯模块15查询载荷压力传感器32和胎压传感器33，得到车辆载荷和各车胎胎压信号，然后，轮径查询单元16根据车辆载荷和各车胎胎压查询数据存储模块14内的轮径测算表，得到个车胎轮径信号，并将各车胎轮径信号发送给车速查询单元17，此时轮径查询完成；
第二步：车速查询，首先，车速查询单元17通过CAN通讯模块15查询轮速传感器34，得到轮速信号，同时车速查询单元17接收第一步中得到的各车胎轮径信号，然后，车速查询单元17根据轮速信号和各车胎轮径信号查询数据存储模块14内的车速测算表，得到测算车速信号，并将测算车速信号传输给车速校验模块12，此时车速查询完成；
第三步：车速校验：车速校验模块12通过CAN通讯模块15向GNSS终端2查询卫星信号中对应时刻的速度信号，将卫星定位的车速信号与车速查询单元17得出的车速信号进行对比，得到修正系数β，并将修正系数β和与其对应的卫星定位的车速信号、车辆载荷、各车胎胎压和轮速信号存储进数据存储模块14内的修正系数β测算表中，此时车速校验完成；
当车辆在非盲区行驶时，盲区定位控制器1不断重复上述三步从而实现修正系数β测算表的优化。
当车辆进入盲区行驶时，包括以下步骤：
第一步：轮径查询，首先，轮径查询单元16通过CAN通讯模块15查询载荷压力传感器32和胎压传感器33，得到车辆载荷和各车胎胎压信号，然后，轮径查询单元16根据车辆载荷和各车胎胎压查询数据存储模块14内的轮径测算表，得到个车胎轮径信号，并将各车胎轮径信号发送给车速查询单元17，此时轮径查询完成；
第二步：车速查询，首先，车速查询单元17通过CAN通讯模块15查询轮速传感器34，得到轮速信号，同时车速查询单元17接收第一步中得到的各车胎轮径信号，然后，车速查询单元17根据轮速信号和各车胎轮径信号查询数据存储模块14内的车速测算表，得到测算车速信号，并将测算车速信号传输给车速校验模块12，此时车速查询完成；
第三步：车速校验：
当上一次运算中卫星信号没有丢失时，提取上一次运算中卫星定位的车速信号结合车辆载荷、各车胎胎压和轮速信号查询数据存储模块14内的修正系数β测算表，得到修正系数β，并将得到的修正系数β对车速查询单元17得出的车速信号进行修正，并将修正后的车速信号发送给姿态解析模块13，此时车速校验完成；
当上一次运算卫星信号丢失时，提取上一次运算中修正后的车速信号结合车辆载荷、各车胎胎压和轮速信号查询数据存储模块14内的修正系数β测算表，得到修正系数β，并将得到的修正系数β对车速查询单元17得出的车速信号进行修正，并将修正后的车速信号发送给姿态解析模块13，此时车速校验完成；
第四步：姿态解析：姿态解析模块13通过CAN通讯模块15查询方向盘角度传感器31和加速度传感器35达到，得到车轮角度变化信号和车辆俯仰、侧倾、航偏参数信号；
当上一次运算中卫星信号没有丢失时，姿态解析模块13通过CAN通讯模块15向GNSS终端2查询上一次运算对应时刻的卫星定位信息，并以上述卫星定位信息作为基础结合修正后的车速信号、车轮角度变化信号和车辆俯仰、侧倾、航偏参数信号得到本次运算的盲区定位信息，并将上述信息通过CAN通讯模块15发送给GNSS终端2进行定位显示；
当上一次运算中卫星信号丢失时，姿态解析模块13以上一次运算中的盲区定位信息作为基础结合修正后的车速信号、车轮角度变化信号和车辆俯仰、侧倾、航偏参数信号得到本次运算的盲区定位信息，并将上述信息通过CAN通讯模块15发送给GNSS终端2进行定位显示；
当车辆在盲区行驶时，盲区定位控制器1不断重复上述四步从而实现盲区定位信息的更新。
本实用新型的原理说明如下：
盲区定位控制器1：是中央处理单元，接收外部输入信号并进行车速比较修正，车辆姿态解算、输出等。
GNSS终端2：接收卫星发来的位置信息并输出给盲区定位控制器1，同时显示定位导航信息。
方向盘角度传感器31：感知行驶中方向盘角度变化，输出给盲区定位控制器1，由盲区定位控制器1推算出车轮角度的变化。
载荷压力传感器32：通过总线输出给盲区定位控制器1，用于判断车辆的加载状态。
胎压传感器33：用来监测各轮胎实时气压，通过CAN总线4输出信号给盲区定位控制器1，推算实时轮胎半径的变化，对车速修正。
加速度传感器35：可测量X、Y、Z三个方向的加速度分量从而得知车辆俯仰、侧倾、航偏参数。
CAN总线4，用于整车通讯，传输整车***发出的载荷压力、胎压、轮速等传感器信号，并将盲区定位控制器1解算得出的车辆位置信息输出到整车，为整车***所用。
GNSS定位***，接收GNSS卫星发来的位置信息并输出给盲区定位控制器1，提取速度和当前时刻信息。然后***开始进行车速推算，首先需要从CAN总线4上接收车辆***发来的载荷压力信号、轮胎的胎压信号和轮速信号，然后综合这三个信号经过推算出当前的车速，将此车速信号与GNSS传来的车速信号做比较修正，得到修正系数β，此处认为GNSS传来的车速为真值。当车辆进入盲区时，控制器利用GNSS发来的最后一次位置信息来持续推算车辆姿态及定位，其中车速推算引用修正系数β来计算得到。车辆姿态由方向盘转角传感器、加速度传感器信号，结合GNSS提供的最后姿态信息得到，包括了车辆俯仰、侧倾、航偏参数，再根据GNSS经纬度、航向角信息，得到车辆经纬度、航向角等位置信息。
车速推算由轮速VT与车轮周长CL的乘积即V=3.6KM*VT*CL，其中CL=2πR,R为车轮半径。影响车轮半径的因素主要有装载质量和轮胎气压。载荷不同或气压下降等，均会导致车轮半径的变化，车轮半径误差将在车速的测算过程中产生误差。本设计，在车速测算中加入了轮胎的半径的变化量，提高了车速测算的精度。主要方法是通过采集CAN总线的载荷压力传感器数据和胎压数据，对不同工况下的载荷、胎压与半径的变化多次重复加载试验进行标定，建立数据表格，在控制器中通过查表程序来实现实时的轮胎半径测算。
TI时刻，载荷为TON1，胎压为TY1，对应的车轮半径为R1；T2时刻，载荷为TON1，胎压为TY2，对应车轮半径为R2以此格式建立表格，每隔100ms做一次查询。在标定中，会产生大量数据，为了减少查表时间，对相似工况做归类处理，如左后轮胎压TYL1与右后轮胎压TYR1视为同类处理，同样左前轮与右前轮也做归类处理。
标定数据载荷以总装载质量的1/50为单位递增或递减标定得到，轮胎气压以额定充气压力的1/10递增或递减标定得到。
车辆姿态由方向盘转角传感器、加速度传感器信号，结合GNSS提供的最后姿态信息得到。其中，首先需要对方向盘转角传感器和车轮转角做标定，建立标定数据表格模型，然后加速度传感器信号所包含的车辆姿态变化信息与前一次提供的经纬度、航向角信息结合推算出车辆实时的俯仰、侧倾、航偏参数，得到车辆经纬度、航向角等位置信息。
实施例1：
一种盲区车辆定位***，包括盲区定位控制器1，所述盲区定位控制器1与CAN总线4信号连接；所述盲区定位控制器1包括车速计算模块11、车速校验模块12、姿态解析模块13、数据存储模块14和CAN通讯模块15，所述车速计算模块11与车速校验模块12信号连接，所述车速校验模块12与姿态解析模块13信号连接，所述车速计算模块11、车速校验模块12、姿态解析模块13分别与数据存储模块14信号连接，所述车速计算模块11、车速校验模块12、姿态解析模块13均通过CAN通讯模块15与CAN总线4信号连接；所述车速计算模块11包括轮径查询单元16和车速查询单元17，所述轮径查询单元16与车速查询单元17信号连接，所述车速查询单元17与车速校验模块12信号连接，所述轮径查询单元16、车速查询单元17分别与数据存储模块14信号连接，所述轮径查询单元16、车速查询单元17均通过CAN通讯模块15与CAN总线4信号连接，所述数据存储模块14内存储有轮径测算表、车速测算表和修正系数β测算表。
一种盲区车辆定位***的控制方法，其特征在于：
所述控制方法包括：非盲区行驶的控制方法和盲区行驶的控制方法；
当车辆在非盲区行驶时，包括以下步骤：
第一步：轮径查询，首先，轮径查询单元16通过CAN通讯模块15查询载荷压力传感器32和胎压传感器33，得到车辆载荷和各车胎胎压信号，然后，轮径查询单元16根据车辆载荷和各车胎胎压查询数据存储模块14内的轮径测算表，得到个车胎轮径信号，并将各车胎轮径信号发送给车速查询单元17，此时轮径查询完成；
第二步：车速查询，首先，车速查询单元17通过CAN通讯模块15查询轮速传感器34，得到轮速信号，同时车速查询单元17接收第一步中得到的各车胎轮径信号，然后，车速查询单元17根据轮速信号和各车胎轮径信号查询数据存储模块14内的车速测算表，得到测算车速信号，并将测算车速信号传输给车速校验模块12，此时车速查询完成；
第三步：车速校验：车速校验模块12通过CAN通讯模块15向GNSS终端2查询卫星信号中对应时刻的速度信号，将卫星定位的车速信号与车速查询单元17得出的车速信号进行对比，得到修正系数β，并将修正系数β和与其对应的卫星定位的车速信号、车辆载荷、各车胎胎压和轮速信号存储进数据存储模块14内的修正系数β测算表中，此时车速校验完成；
当车辆在非盲区行驶时，盲区定位控制器1不断重复上述三步从而实现修正系数β测算表的优化。
当车辆进入盲区行驶时，包括以下步骤：
第一步：轮径查询，首先，轮径查询单元16通过CAN通讯模块15查询载荷压力传感器32和胎压传感器33，得到车辆载荷和各车胎胎压信号，然后，轮径查询单元16根据车辆载荷和各车胎胎压查询数据存储模块14内的轮径测算表，得到个车胎轮径信号，并将各车胎轮径信号发送给车速查询单元17，此时轮径查询完成；
第二步：车速查询，首先，车速查询单元17通过CAN通讯模块15查询轮速传感器34，得到轮速信号，同时车速查询单元17接收第一步中得到的各车胎轮径信号，然后，车速查询单元17根据轮速信号和各车胎轮径信号查询数据存储模块14内的车速测算表，得到测算车速信号，并将测算车速信号传输给车速校验模块12，此时车速查询完成；
第三步：车速校验：
当上一次运算中卫星信号没有丢失时，提取上一次运算中卫星定位的车速信号结合车辆载荷、各车胎胎压和轮速信号查询数据存储模块14内的修正系数β测算表，得到修正系数β，并将得到的修正系数β对车速查询单元17得出的车速信号进行修正，并将修正后的车速信号发送给姿态解析模块13，此时车速校验完成；
当上一次运算卫星信号丢失时，提取上一次运算中修正后的车速信号结合车辆载荷、各车胎胎压和轮速信号查询数据存储模块14内的修正系数β测算表，得到修正系数β，并将得到的修正系数β对车速查询单元17得出的车速信号进行修正，并将修正后的车速信号发送给姿态解析模块13，此时车速校验完成；
第四步：姿态解析：姿态解析模块13通过CAN通讯模块15查询方向盘角度传感器31和加速度传感器35达到，得到车轮角度变化信号和车辆俯仰、侧倾、航偏参数信号；
当上一次运算中卫星信号没有丢失时，姿态解析模块13通过CAN通讯模块15向GNSS终端2查询上一次运算对应时刻的卫星定位信息，并以上述卫星定位信息作为基础结合修正后的车速信号、车轮角度变化信号和车辆俯仰、侧倾、航偏参数信号得到本次运算的盲区定位信息，并将上述信息通过CAN通讯模块15发送给GNSS终端2进行定位显示；
当上一次运算中卫星信号丢失时，姿态解析模块13以上一次运算中的盲区定位信息作为基础结合修正后的车速信号、车轮角度变化信号和车辆俯仰、侧倾、航偏参数信号得到本次运算的盲区定位信息，并将上述信息通过CAN通讯模块15发送给GNSS终端2进行定位显示；
当车辆在盲区行驶时，盲区定位控制器1不断重复上述四步从而实现盲区定位信息的更新。
实施例2：
实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：
所述定位***还包括GNSS终端2和整车控制器3，所述GNSS终端2、整车控制器3均与CAN总线4信号连接，所述整车控制器3分别与方向盘角度传感器31、载荷压力传感器32、胎压传感器33、轮速传感器34和加速度传感器35的信号输出端相连接。
Claims (4)
1.一种盲区车辆定位***，包括盲区定位控制器（1），所述盲区定位控制器（1）与CAN总线（4）信号连接，其特征在于：
所述盲区定位控制器（1）包括车速计算模块（11）、车速校验模块（12）、姿态解析模块（13）、数据存储模块（14）和CAN通讯模块（15），所述车速计算模块（11）与车速校验模块（12）信号连接，所述车速校验模块（12）与姿态解析模块（13）信号连接，所述车速计算模块（11）、车速校验模块（12）、姿态解析模块（13）分别与数据存储模块（14）信号连接，所述车速计算模块（11）、车速校验模块（12）、姿态解析模块（13）均通过CAN通讯模块（15）与CAN总线（4）信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种盲区车辆定位***，其特征在于：
所述定位***还包括GNSS终端（2）和整车控制器（3），所述GNSS终端（2）、整车控制器（3）均与CAN总线（4）信号连接，所述整车控制器（3）分别与方向盘角度传感器（31）、载荷压力传感器（32）、胎压传感器（33）、轮速传感器（34）和加速度传感器（35）的信号输出端相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种盲区车辆定位***，其特征在于：
所述车速计算模块（11）包括轮径查询单元（16）和车速查询单元（17），所述轮径查询单元（16）与车速查询单元（17）信号连接，所述车速查询单元（17）与车速校验模块（12）信号连接，所述轮径查询单元（16）、车速查询单元（17）分别与数据存储模块（14）信号连接，所述轮径查询单元（16）、车速查询单元（17）均通过CAN通讯模块（15）与CAN总线（4）信号连接。
4.根据权利要求3所述的一种盲区车辆定位***，其特征在于：
所述数据存储模块（14）内存储有轮径测算表、车速测算表和修正系数β测算表。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820525059.6U CN208521001U (zh) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 一种盲区车辆定位*** |
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|---|---|---|---|
| CN201820525059.6U CN208521001U (zh) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 一种盲区车辆定位*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208521001U true CN208521001U (zh) | 2019-02-19 |
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ID=65341259
Family Applications (1)
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| CN201820525059.6U Active CN208521001U (zh) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | 一种盲区车辆定位*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208521001U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111489548A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-08-04 | 广东中科臻恒信息技术有限公司 | 动态道路交通信息采集方法及***、存储介质 |
| CN113194408A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-30 | 北京中交兴路信息科技有限公司 | 检测北斗信号覆盖盲区的方法、装置、设备及存储介质 |
-
2018
- 2018-04-13 CN CN201820525059.6U patent/CN208521001U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111489548A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-08-04 | 广东中科臻恒信息技术有限公司 | 动态道路交通信息采集方法及***、存储介质 |
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| CN113194408B (zh) * | 2021-03-24 | 2022-11-25 | 北京中交兴路信息科技有限公司 | 检测北斗信号覆盖盲区的方法、装置、设备及存储介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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