一种基于误差消除的车载导航系统的制作方法
【专利摘要】本发明的基于误差消除的车载导航系统，所述系统包括：协作导航单元、行驶运动状态角测算单元、特高频微波测距单元、小体积补盲检测单元、云通信单元、以及车载显示单元，由于采用多种形式消除车辆导航和测距过程中的误差和盲区，大大提高了导航以及测距的精度，可靠性高，适用范围广。
【专利说明】-种基于误差消除的车载导航系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及导航领域，尤其涉及一种基于误差消除的车载导航系统。
【背景技术】
[0002] GI^S作为主要导航设备在车载导航系统中发挥了非常显著的作用，但是W无线电 定位为主要特征的GI^S经常受到大气衰减、信号传输遮挡、多径干扰等诸多因素影响，定位 可靠性和精度下降，甚至无法完成导航任务，为了提高行车效率，安全性和经济性，低成本 的车载协作导航系统应用越来越广泛。
[0003] 但是，W巧螺计和加速度计为主要感应器的协作导航装置存在较为严重的测量误 差和累积误差，使得协作导航精度在GI^S盲区时仍无法满足车辆对高精度导航的需求。
[0004] 另外，为了降低安全事故，现有的车载导航系统一般会安装测距单元，W便当车辆 与车辆的距离小于安全距离时进行报警，但是目前的测距装置一般采用激光、超声波或红 外技术，受环境变化较为明显，而且，采用上述技术的测距装置还存在监控盲区，尤其是对 小体积的障碍物（例如路人）不能准确识别，该就导致漏报或者误报。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的。
[0006] 根据本发明的实施方式，提出一种基于误差消除的车载导航系统，所述系统包括： 协作导航单元、行驶运动状态角测算单元、特高频微波测距单元、小体积补盲检测单元、云 通信单元、W及车载显示单元，
[0007] 所述协作导航单元用于实现车辆的实时定位和导航，所述行驶运动状态角测算单 元用于测算车辆行驶过程中实时的侧偏角和非水平角，所述特高频微波测距单元用于实现 车辆与周围目标的距离计算，小体积补盲检测单元用于检测车辆周围小体积障碍物，实现 对特高频微波测距单元的补充检测，所述云通信单元用于接收协作导航单元、行驶运动状 态角测算单元、特高频微波测距单元和小体积补盲检测单元生成的数据，并上传至云服务 中也，由云服务中也对导航定位数据进行数据拟合和标识，并把标识信息下发至车载显示 单元。
[0008] 根据本发明的实施方式，所述协作导航单元具体包括角速度感应器零偏移误差确 定单元、相对时延估计单元、初始数据奇异值消除单元、动态误差系数自适应估计单元、W 及导航信息计算单元，其中，
[0009] 所述角速度感应器零偏移误差确定单元，利用静态数据估计角速度感应器零偏移 误差；
[0010] 所述相对时延估计单元，利用动态相关卷积估计GPS、角速度感应器、线速度感应 器测量数据相对时延；
[0011] 所述初始数据奇异值消除单元，采用卡尔曼滤波器消除上述GPS、角速度感应器、 线速度感应器初始数据奇异值；
[0012] 所述动态误差系数自适应估计单元，实时在线估计角速度感应器和线速度感应器 误差系数；
[0013] 所述导航信息计算单元，用于当GI^S无法运行时，利用拟合得到的误差偏移规律 校正角速度感应器和线速度感应器初始输出，校正后的角速度感应器和线速度感应器输出 经迭代算法给出车辆位置和行进方向信息。
[0014] 根据本发明的实施方式，所述行驶运动状态角测算单元包括纵向加速度感应器、 侧向加速度感应器、垂直偏转角感应器、参数输出获得单元、第一计算单元、第二计算单元、 W及第H计算单元。
[0015] 根据本发明的实施方式，所述特高频微波测距单元包括特高频微波感应器、恒定 线性放大器、模数转换器、电压匹配器、测距分处理器、触摸显示器、警示器，特高频微波感 应器分别与恒定线性放大器、电压匹配器相连；恒定线性放大器与模数转换器、测距分处理 器依次相连；电压匹配器与测距分处理器相连；测距分处理器分别与触摸显示器、警示器 相连。
[0016] 根据本发明的实施方式，所述小体积补盲检测单元包括：
[0017] 图像预解析模块，其用于对从该红外探头获取的红外视频进行预解析；
[0018] 识别模块，其用于对该视频中的小体积障碍物进行检测与定位，检测出目标小体 积障碍物；
[0019] 锁定模块，其用于对目标小体积障碍物进行预测锁定，进一步锁定确认；
[0020] 测距模块，其用于计算出经锁定确认的目标小体积障碍物的距离，并将所述识别 的目标和对应距离发送给云通信单元，该距离满足W下公式：
[0021]
【权利要求】
1. 一种基于误差消除的车载导航系统，所述系统包括：协作导航单元、行驶运动状态 角测算单元、特高频微波测距单元、小体积补盲检测单元、云通信单元、以及车载显示单元， 其中， 所述协作导航单元用于实现车辆的实时定位和导航，所述行驶运动状态角测算单元用 于测算车辆行驶过程中实时的侧偏角和非水平角，所述特高频微波测距单元用于实现车辆 与周围目标的距离计算，小体积补盲检测单元用于检测车辆周围小体积障碍物，实现对特 高频微波测距单元的补充检测，所述云通信单元用于接收协作导航单元、行驶运动状态角 测算单元、特高频微波测距单元和小体积补盲检测单元生成的数据，并上传至云服务中心， 由云服务中心对导航定位数据进行数据拟合和标识，并把标识信息下发至车载显示单元。
2. -种如权利要求1所述的系统，所述协作导航单元具体包括角速度感应器零偏移 误差确定单元、相对时延估计单元、初始数据奇异值消除单元、动态误差系数自适应估计单 元、以及导航信息计算单元，其中， 所述角速度感应器零偏移误差确定单元，利用静态数据估计角速度感应器零偏移误 差； 所述相对时延估计单元，利用动态相关卷积估计GPS、角速度感应器、线速度感应器测 量数据相对时延； 所述初始数据奇异值消除单元，采用卡尔曼滤波器消除上述GPS、角速度感应器、线速 度感应器初始数据奇异值； 所述动态误差系数自适应估计单元，实时在线估计角速度感应器和线速度感应器误差 系数； 所述导航信息计算单元，用于当GPS无法运行时，利用拟合得到的误差偏移规律校正 角速度感应器和线速度感应器初始输出，校正后的角速度感应器和线速度感应器输出经迭 代算法给出车辆位置和行进方向信息。
3. -种如权利要求1所述的系统，所述行驶运动状态角测算单元包括纵向加速度感应 器、侧向加速度感应器、垂直偏转角感应器、参数输出获得单元、第一计算单元、第二计算单 元、以及第三计算单元。
4. 一种如权利要求1所述的系统，所述特高频微波测距单元包括特高频微波感应器、 恒定线性放大器、模数转换器、电压匹配器、测距分处理器、触摸显示器、警示器，特高频微 波感应器分别与恒定线性放大器、电压匹配器相连；恒定线性放大器与模数转换器、测距分 处理器依次相连；电压匹配器与测距分处理器相连；测距分处理器分别与触摸显示器、警 示器相连。
5. -种如权利要求1所述的系统，所述小体积补盲检测单元包括： 图像预解析模块，其用于对从该红外探头获取的红外视频进行预解析； 识别模块，其用于对该视频中的小体积障碍物进行检测与定位，检测出目标小体积障 碍物； 锁定模块，其用于对目标小体积障碍物进行预测锁定，进一步锁定确认； 测距模块，其用于计算出经锁定确认的目标小体积障碍物的距离，并将所述识别的目 标和对应距离发送给云通信单元，该距离满足以下公式：
其中，d为本车辆与目标小体积障碍物的距离；f是该红外探头的有效焦距；a是该红 外探头的非水平角；h是该红外探头的镜头到路面的高度；(xO，yO)是该镜头的光轴与像平 面的交点，为像平面坐标系的原点；(x，y)为参考点在像平面上的投影坐标，所述参考点取 自经锁定确认的目标小体积障碍物，作为与本车辆的距离d的参考点； 判断模块，其用于判断该距离d是否小于一预定安全距离； 显示及预警模块，其用于在该距离d小于该预定安全距离时，进行报警。
【文档编号】G01C21/26GK104501817SQ201410681352
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】李青花 申请人:李青花