专利名称：电子罗盘仪轨迹系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种定位系统，特别涉及一种包括电子罗盘仪在内的车辆轨迹监测系统。
背景技术：
为保证机动车驾驶员考试过程的有序进行和连续性，需要准确辨别考试车辆行驶到了哪个考试场地甚至是哪个具体位置，以便控制相应场地或位置的考试设备或作好接收相应考试数据的准备，因此涉及到行驶中的车辆的实时定位问题。现有的车辆定位方法是采用在各考试场地的各入口处预埋磁铁组，并将该磁铁组中多个N极、S极按一定的排列组合设置成各自不同的磁编码形式，在被试车辆中设置可以感知上述磁铁组所形成磁场的磁感应装置，当被试车辆行驶到某个入口时，磁感应装置将感知到的该处磁铁组所代表的编码，考试监控中心的总控机再读取该编码，从而得知被试车辆的当前位置。这种方法的缺点是由于要在各个场地的各个入口预埋磁铁组，施工量较大，且无法做到实时监测。众所周知的GPS尽管可以实现实时定位，但由于其在短距离内定位误差较大(根据测定，误差可以达到IOm左右)，并且存在漂移误差，以及从国家安全方面考虑，不够可靠，因此都不适宜用于驾驶员考试中被试车辆的实时定位。
发明内容为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种可以较准确监测到机动车驾驶员考试中被试车辆的运动轨迹的电子罗盘仪轨迹系统，以实现被试车辆的实时定位。本实用新型的技术方案是一种电子罗盘仪轨迹系统，包括设置在被试车辆上的电子罗盘仪、车速传感器和用于计算车辆行驶位置和/或轨迹的数据处理器，所述电子罗盘仪和所述车速传感器的输出信号均接入所述数据处理器。本实用新型的有益效果是由于将电子罗盘仪的测向功能与车速传感器的测速功能有机结合，分别检测出车辆行驶方向和速度大小，通过计算可间接得出被试车辆在各时点的位置，避开了现有技术条件下为预埋磁铁组而展开的大量施工，还能够实现任意位置、任意轨迹的实时监测；由于电子罗盘仪相比GPS更适合短距离定位检测，在驾驶员考试应用中检测精度更高，且比GPS的安全性和可靠性更好；
图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种电子罗盘仪轨迹系统，包括电子罗盘仪、车速传感器和用于计算车辆行驶位置和/或轨迹的数据处理器，所述电子罗盘仪、车速传感器设置在被试车辆上， 数据处理器既可以设置在被试车辆内或外，优选设置在被试车辆上。所述电子罗盘仪和所述车速传感器的输出信号均接入所述数据处理器。所述电子罗盘仪和所述车速传感器分别采集所述被试车辆在各个时点上的行驶方向和行驶速度数据，对应同一时点时，这两项数据的组合可以确定被试车辆的位置。所述数据处理器读取这些数据后，经过处理、计算，不仅可以得出各个时点上所述被试车辆的位置，还可以拟合出一段时间内所述被试车辆的行驶轨迹。所述电子罗盘仪轨迹系统还可以包括原点定位装置，所述原点定位装置包括相互配套的原点信号发生器和原点信号接收器，所述原点信号发生器设置在人为设定的地理原点0处，所述原点信号接收器设置在所述被试车辆上，所述原点信号接收器的输出信号接入所述数据处理器。原点定位装置的设置，人为引入了一个参考坐标系(下文中简称为坐标系)，方便位置坐标数据的表达，如给出被试车辆在实际行驶环境中的具体位置，也便于轨迹的拟合。理论上，任意位置均可以被选作所述地理原点，其作用是确定人为设定的坐标系的位置，但对于一个已人为设定好的坐标系而言，所述地理原点为一个确定的地理位置点。 实际应用中，优选将所述地理原点选定在考试场地的总入口处，当所述被试车辆行驶到该总入口时，位于被试车辆上的所述原点信号接收器接收到所述原点信号发生器发出的信号，并产生一原点确认信号，所述数据处理器读到所述原点确认信号，系统即判定所述被试车辆正处于人为设定的坐标系的原点，即所述总入口处。此后检测到的位置数据均为相对该原点的相对位置数据。由于利用电子罗盘仪检测行驶方向存在累积误差，当累积误差达到一定程度的时候，所获得的被试车辆的位置或行驶轨迹的精确度将降低，为了不把此时的累积误差带入到此后获得的位置数据中，即始终把误差控制在容许范围内，必要时所述电子罗盘仪轨迹系统需要进行自我校正。因此，优选在所述电子罗盘仪轨迹系统中还设置位置校正装置，所述位置校正装置包括相互配套的校正信号发生器和校正信号接收器，所述校正信号发生器设置在人为设定的地理校正点处，所述校正信号接收器设置在所述被试车辆上，所述校正信号接收器的输出信号接入所述数据处理器。当所述被试车辆行驶到所述校正信号发生器附近时，所述校正信号接收器接收所述校正信号发生器发出的信号，并产生一校正确认信号，所述数据处理器读到该校正确认信号后，即用所述数据处理器中预存的所述校正信号发生器的所在位置数据代替该时点的实测位置数据，以此来消除累积误差。与原点定位装置不同的是，对于一个已人为设定好的坐标系而言，所述地理校正点可以根据实际情况选定多个确定的地理位置点，如可以选择累积误差最大或较大的地理位置点。所述原点信号发生器和校正信号发生器可以为单个永磁体或由多个永磁体编码组成的永磁体组。由于原点多数情况只设置一个，因此对于所述原点信号发生器，优选采用单个永磁体即可，而整个考试场地可以设置多处校正，如图1选择A、B处作为人为设定的地理校正点，每处优选设置永磁体组，且各个所述永磁体组优选采用各自不同的磁编码，即对各组内多个磁极进行各自不同顺序的排列，以区分不同的校正点，据此来调用不同校正点的位置数据。所述永磁体优选以预埋于地下的方式设置，且所述永磁体优选采用条形磁铁，一个所述永磁体组内各永磁体间间隔一定距离，可以等间距，也可以不等间距。对于条形磁铁，优选相邻两个条形磁铁之间间隔为1-2米，且形成磁编码时，按N、S磁极进行各种不同的排列组合。所述原点信号接收器和校正信号接收器可以为磁阻传感器(如图1所示)、霍尔效应传感器或磁通门传感器。当接近永磁体或永磁体组构成的信号发生器时，会自动感知其磁场，并即时产生相应的原点确认信号和校正确认信号。由于原点信号发生器和校正信号发生器均采用磁场源，相应的原点信号接收器和校正信号接收器则可以采用同一个传感器，此时，原点信号发生器优选采用永磁体组，且应使其所形成的磁编码不同于所述校正信号发生器所采用的永磁体组的磁编码。所述车速传感器可以为旋转编码器，既可以用以形成车辆速度数据，也可以用以形成行驶里程数据。所述数据处理器可以为车载电控系统或者远程的MCU、PLC、工控机或计算机，主要用于多种传感器数据的收集和综合计算，如通过方向和速度大小计算出某个时点的位置坐标，甚至通过多个坐标点计算值拟合出一段时间内的行驶轨迹。所述电子罗盘仪轨迹系统还可以包括设置在监控中心的总控机，所述总控机可以为工控机或计算机，所述数据处理器与所述总控机无线连接并通信，此时，所述数据处理器可以仅仅收集各传感器数据，然后将数据无线传递给总控机，由总控机实现数据的综合计算，包括计算被试车辆的行驶位置和/或轨迹，从而实现对被试车辆的远距离监测，这样， 有利于所述数据处理器的体积小型化。所述电子罗盘仪优选三维电子罗盘仪，以适应各种路面情况。本实用新型适用于机动车驾驶员考试中被试车辆的行驶位置和轨迹的实时监测， 也可用于其他应用场合中车辆等交通工具的位置实时监测以及各种移动设备的位置和移动轨迹的实时监测。
权利要求1.一种电子罗盘仪轨迹系统，其特征在于包括设置在被试车辆上的电子罗盘仪、车速传感器和用于计算车辆行驶位置和/或轨迹的数据处理器，所述电子罗盘仪和所述车速传感器的输出信号均接入所述数据处理器。
2.如权利要求1所述的电子罗盘仪轨迹系统，其特征在于还包括原点定位装置，所述原点定位装置包括相互配套的原点信号发生器和原点信号接收器，所述原点信号发生器设置在人为设定的地理原点处，所述原点信号接收器设置在所述被试车辆上，所述原点信号接收器的输出信号接入所述数据处理器。
3.如权利要求2所述的电子罗盘仪轨迹系统，其特征在于还包括位置校正装置，所述位置校正装置包括相互配套的校正信号发生器和校正信号接收器，所述校正信号发生器设置在人为设定的地理校正点处，所述校正信号接收器设置在所述被试车辆上，所述校正信号接收器的输出信号接入所述数据处理器。
4.如权利要求3所述的电子罗盘仪轨迹系统，其特征在于所述原点信号发生器和校正信号发生器为单个永磁体或由多个永磁体编码组成的永磁体组。
5.如权利要求4所述的电子罗盘仪轨迹系统，其特征在于各个所述永磁体组采用各自不同的磁编码。
6.如权利要求5所述的电子罗盘仪轨迹系统，其特征在于所述永磁体以预埋于地下的方式设置，一个所述永磁体组内相邻两个所述永磁体之间间隔1-2米。
7.如权利要求1-6中任一权利要求所述的电子罗盘仪轨迹系统，其特征在于所述原点信号接收器和校正信号接收器为磁阻传感器、霍尔效应传感器或磁通门传感器。
8.如权利要求7所述的电子罗盘仪轨迹系统，其特征在于所述车速传感器为旋转编码
9.如权利要求8所述的电子罗盘仪轨迹系统，其特征在于所述数据处理器为车载电控系统或者远程的MCU、PLC、工控机或计算机。
10.如权利要求9所述的电子罗盘仪轨迹系统，其特征在于还包括设置在监控中心的总控机，所述总控机为工控机或计算机，所述数据处理器与所述总控机无线连接并通信。
专利摘要一种电子罗盘仪轨迹系统，包括设置在被试车辆上的电子罗盘仪、车速传感器和用于计算车辆行驶位置和/或轨迹的数据处理器，所述电子罗盘仪和所述车速传感器的输出信号均接入所述数据处理器，还包括原点定位装置，所述原点定位装置包括相互配套的原点信号发生器和原点信号接收器，所述原点信号发生器设置在人为设定的地理原点处，所述原点信号接收器设置在所述被试车辆上，所述原点信号接收器的输出信号接入所述数据处理器。本实用新型安全、方便、准确度较高，适用于机动车驾驶员考试中被试车辆的行驶位置和轨迹的实时监测。
文档编号G01C21/14GK202018292SQ20112000809
公开日2011年10月26日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者严东磊, 任哲, 曾文, 沈文杰, 郑英华 申请人:北京精英智通交通系统科技有限公司