一种基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统的制作方法

本实用新型涉及无人车导航定位技术领域，尤其涉及一种基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统。

背景技术：

近年来，随着我国经济的迅速发展，汽车已经逐步进入中国普通百姓家庭。汽车的普及和汽车保有量的不断的提高更加凸显了日益恶化的交通拥堵和环境污染等问题，且交通安全事故所造成的人们生命财产安全损失居高不下。而随着计算机、人工智能等技术的不断发展，无人智能汽车技术和系统也逐渐成熟。无人自动驾驶技术的迅速发展将给汽车工业带来新的变革和机会。

无人智能驾驶，是指通过给车辆装备智能软件和多种感应设备，包括车载激光测距传感器，微波雷达、GPS以及摄像头等，实现车辆的自主安全驾驶，安全高效地到达目的地并达到完全消除交通事故。而无人车的自主定位技术一直是无人车智能驾驶系统开发的关键和核心技术。

目前的常见定位方式之一主要采用GPS卫星定位。就GPS卫星定位系统而言，在高楼、隧道、桥洞、树林等环境下由于GPS卫星信号受到遮挡以及复杂环境的多径效应的影响和干扰，定位系统不稳定，定位误差大，而且单台GPS无法提供无人智能驾驶系统所需的车辆航向角信息。而惯性定位系统和GPS卫星定位系统具有良好的信息互补性。因此，如何选择性价比高的惯性传感器，如何通过融合惯性传感器信息和GPS定位结果从而获得准确的车辆位姿信息是实际无人车智能驾驶系统研发中有待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，基于双自重适应联邦滤波多传感器信息融合算法，提供一种基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种基于GPS卫星和惯性传感器融合的无人车定位系统，包括融合与控制系统、GPS导航模块、惯性传感器和远程控制中心；其中，所述融合与控制系统包括导航信息处理模块和车载控制中心，所述导航信息处理模块分别与GPS导航模块和惯性传感器连接，所述车载控制中心分别与所述远程控制中心、导航控制模块和应急响应模块连接，所述应急响应模块与无人车的制动控制系统连接。

进一步地，在所述基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，所述惯性传感器包括光纤陀螺仪和三维加速传感器。

进一步优选地，在所述基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，所述光纤陀螺仪采用陕西航天长城科技有限公司生产的型号为TRS-500的小尺寸三轴闭环光纤陀螺仪。

更进一步优选地，在所述基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，所述加速度传感器为三轴加速度传感器。

进一步地，在所述基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，所述车载控制中心通过GPRS模块与所述远程控制中心连接。

进一步地，在所述基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，所述GPS导航模块与所述导航信息处理模块采用串行方式通信。

进一步地，在所述基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，该无人车定位系统还包括一智能手机，所述智能手机通过WIFI模块与所述车载控制中心连接。

进一步地，在所述基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，还包括与所述车载控制中心连接的报警器。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型的基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统，通过GPS定位技术和惯性传感器融合实现无人车实时、稳定、高精度定位；通过惯性导航模块，可以纠正GPS定位模块信号在受到干扰的情况下出现“飞点”的现象，同时，在没有定位模块信号或是定位模块信号较弱的情况下也可以在一定时间内继续保持车辆的正确运动轨迹；以及通过设有的应急响应模块，在发生异常状况时一方面可以及时发出报警，另一方面可在第一时间采取应对措施，如紧急制动。

附图说明

图1为本实用新型一种基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统，包括融合与控制系统、GPS导航模块、惯性传感器和远程控制中心；其中，融合与控制系统包括导航信息处理模块和车载控制中心，导航信息处理模块分别与GPS导航模块和惯性传感器连接，车载控制中心分别与远程控制中心、导航控制模块和应急响应模块连接，应急响应模块与无人车的制动控制系统连接。

作为一个优选实施例，在该基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，惯性传感器包括光纤陀螺仪和三维加速传感器，用于测量无人车的空间位置。光纤陀螺仪采用陕西航天长城科技有限公司生产的型号为TRS-500的小尺寸三轴闭环光纤陀螺仪，加速度传感器为三轴加速度传感器。利用三轴加速度传感器和光纤陀螺仪，通过测量无人车的加速度和角速度来实现自助式导航，弥补了GPS定位的不足。

作为一个优选实施例，在该基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，车载控制中心通过GPRS模块与远程控制中心连接，GPRS模块为车载控制中心提供远距离无线通信能力，GPRS模块将车载控制中心内数据传输至远程控制中心端，实现数据的无线远程监测。此外，而且GPS导航模块与导航信息处理模块采用串行方式通信。

作为一个优选实施例，在该基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，该无人车定位系统还包括一智能手机，智能手机通过WIFI模块与车载控制中心连接。WIFI模块与车载控制中心相连，WIFI模块为车载控制中心提供近距离无线通信能力。利用WIFI模块实现车内WIFI网络的通信，车载控制中心处理结果通过WIFI模块传递至智能手机端进行显示。

作为一个优选实施例，在该该基于GPS和惯性传感器融合的无人车定位系统中，还包括与车载控制中心连接的报警器，在发生异常状况时及时发出报警，以在第一时间通过无人车制动控制系统采用针制动应对措施，避免灾害的进一步扩大。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。