辅助移动载具定位的系统与方法
【专利摘要】本发明为一种辅助移动载具定位的系统与方法，其主要由移动载具、移动载具讯号读取单元、整合运算单元及定位单元。本发明结合载具的方向盘角度感知与距离/速度感知讯号，经过运算后提供原(卫星)定位装置在收讯号不良或产生偏移的情况下，更可靠与准确的定位信息。本发明可有效改善卫星定位装置的不足，使原(卫星)定位装置无法取得足够的定位信息、失效或异常时仍提供一个可靠的参考位置信息。
【专利说明】辅助移动载具定位的系统与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种定位的方法，特别是涉及一种辅助移动载具定位的系统与方法。
【背景技术】
[0002]卫星定位系统在应用上无法克服因遮蔽(高架道路、隧道、行道树、大楼等)所带来定位失真的影响。专利《多用途辅助型GPS中继系统》(公开(告)日期:2006/12/1，公开(告)号:200641383),公开了多用途辅助型 GPS (Global Posit1ning System,全球定位系统)中继系统，使用行通讯系统传递辅助定位信息，仅能加强与增快卫星定位能力。并无法在定位失效、受到干扰、飘移等情况发生辅助定位的作用。
[0003]专利《利用行动通讯作为DGPS精密定位之架构与方法》(公开(告)日期:2004/08/16，公开(告)号:200415369)，公开了利用行动通讯作为 DGPS(DifferentialGlobal Posit1ning System,差分全球定位系统)精密定位之架构与方法，以整合行动通讯与DGPS作为精密定位的方法。仅能解决定位飘移的问题，无法在GPS不良时达到辅助定位的效果。
[0004]专利《运用于定位服务之网络辅助行动定位系统方法》(公开(告)日期:2006/01/1，公开(告)号:200601859)，公开了使用行动通讯网络与基地台等信息的方法辅助定位，精确度不若计算移动载具的物理量的结果来的高。
[0005]专利《载具之整合定位系统与方法》(公开(告)日期:2005/10/16，公开(告)号:200533945)，公开了使用惯性量测组件(加速计)作为整合定位的方法，但该方法有不易实施、成本较高且易受载具非移动性物理量的干扰等缺点。
【发明内容】
[0006]由此可见，上述【背景技术】中惯用方式仍有诸多缺失，实非良善的设计，而亟待加以改良。
[0007]本案发明人鉴于上述惯用方式所衍生的各项缺点，乃亟思加以改良创新，并经多年苦心孤诣潜心研究后，终于成功研发完成本件发明。
[0008]本发明为车载终端设备技术的创新应用。本发明致力于车载终端设备研发已有多年，在通讯与定位技术上不断提升技术层次，以提供客户更好的服务质量。在卫星定位领域，更是领先业界采用SiRF第四代卫星定位芯片，大幅改善收讯效果。
[0009]然而，卫星定位芯片的发展趋势是不断提升灵敏度，使收讯微弱的条件下定位效果可得到改善，却在遮蔽的环境下束手无策。换言之，此为卫星定位唯一的缺憾。本发明是结合载具的方向盘感知与距离/速度感知讯号经过运算后，提供原(卫星)定位失效下，更可靠与准确的定位信息，可有效提升本车队管理服务可靠度并更具市场竞争力。
[0010]为达成上述发明目的辅助移动载具定位的方法，利用移动载具方向盘角度与取样时间内移动的距离而估算一个参考辅助定位坐标，供原定位系统失效时取代。
[0011]其公式如下:
[0012]Xn+1 = Χη+ΔΧ……(I)
[0013]Υη+1 = Υη+ΔΥ……⑵
[0014]ΔΧ = S.sin δη......(3)
[0015]AY = S* cos δ η......(4)
[0016]其中，5……(5)
[0017]定义如下:
[0018]X1:横(东西)向坐标位置 Λ X:横(东西)位移距离
[0019]Y1:纵(南北)向坐标位置 Λ Y:纵(南北)位移距离
[0020]S:移动距离
[0021]δη:方位角Qtl:辅助定位原点之方位角。
[0022]另外，该辅助助定位坐标系统须要一个较精确且有参考意义的作为起始计算的原点(Xtl, Ytl),此原点来自于原定位系统系统尚未失去讯号或其定位状态仍有效的情况下，再配合方向盘角度趋近0° 土误差范围内且维持行驶一段距离(如:2倍移动载具长度)后，才为辅助定位系统坐标的原点(Xci, Ytl)。载具移动的过程中，在上述条件符合的情况下不断更新辅助定位的原点坐标(H)供辅助定位运算每个取样时间后的坐标位置(Χη+1，Υη+1)。一旦定位系统失效或不可靠时，即采用辅助定位坐标作为实际坐标，而达到辅助该移动载具定位的目的。
[0023]本发明所提供的辅助移动载具定位的系统与方法，与其他惯用技术相互比较时，具备下列优点:
[0024]本发明利用移动载具所提供的方位角与速度信息，可大幅简化安装与使用的复杂度；
[0025]本发明直接利用移动载具本身的方位角与速度参考值，噪声干扰影像效较低、稳定性高；
[0026]本发明无须安装额外的传感器与装置，有效降低购置成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明的辅助移动载具定位的系统的示意图。
[0028]图2为本发明的辅助移动载具定位的系统的实施例图。
[0029]图3为本发明的辅助移动载具定位的方法的流程图。
[0030]图4为本发明的辅助移动载具定位的方法的流程实施例图。
[0031]符号说明:
[0032]10移动载具
[0033]11方向盘角度感知组件
[0034]12移动距离感知组件
[0035]20移动载具讯号读取单元
[0036]21方向盘角度界面
[0037]22移动距离接口
[0038]30整合运算单元
[0039]40定位单元
[0040]10移动载具
[0041]11方向盘角度感知组件
[0042]12移动距离感知组件
[0043]20移动载具讯号读取单元
[0044]21方向盘角度界面
[0045]22移动距离接口
[0046]30整合运算单元
[0047]40定位单元
[0048]101汽车
[0049]111方向盘角度感知组件
[0050]121移动距离感知组件
[0051]201CAN Bus 界面
[0052]211方向盘角度讯号
[0053]221移动距离讯号
[0054]401GPS卫星定位模块
[0055]SlOO?S107:流程步骤
[0056]S200?S207:流程步骤
【具体实施方式】
[0057]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。
[0058]以下，结合附图对本发明进一步说明:
[0059]本发明仅以移动载具的方向盘角度与取样时间内所移动的距离等2个信息，即可达到辅助定位的目的。在原定位系统不可靠或失效时取代原定位系统以弥补缺失，并持续至原定位系统恢复正常功能。如此，该移动载具所属的系统或定位相关的功能与服务，如:出租车派遣、车辆监控、追踪、导航等。将因此辅助定位的应用，而无间断地提供参考定位信息，使整体运作达到更可靠、便利与实用的效果。
[0060]本发明所提出的辅助移动载具定位的系统包括四大单元:(一)移动载具、(二)移动载具讯号读取单元、(三)整合运算单元、(四)定位单元。执行此方法的运算核心是(三)整合运算单元；(三)整合运算单元由(二)移动载具讯号读取单元，接收移动载具的方向盘角度与移动距离或速度信息后，在(四)定位单元讯号可靠的情况下，不断计算更新原点位置，并持续计算辅助定位的位置。当定位单元不可靠时，即可由整合运算单元的定位数据作取代，达到辅助定位的功能以完成一套便利、准确、完善的定位系统。
[0061]请参阅图1，图1为本发明的辅助移动载具定位的系统的示意图。如图1所示，本发明应用于结合车载装置与智能型手机的出租车监控派遣系统的系统架构图，包括四大单元:(一)移动载具10、(二)移动载具讯号读取单元20、(三)整合运算单元30、(四)定位单元40。。
[0062]请参阅图2，图2为本发明的辅助移动载具定位的系统的实施例图。如图2所示，以一实施例进行说明，以汽车101说明内建方向盘角度感知组件111及移动距离感知组件121,而该整合运算单元30藉由CAN BUS (Controller Area Network-BUS,控制器局域网总线技术)接口 201读取车辆的方向盘角度讯号211与移动距离讯号221并读取GPS卫星定位模块401的位置、方向角与定位状态。
[0063]其中整合运算单元处理CAN Bus接口的移动距离讯号与方向盘角度讯号的公式如下:
[0064]Xn+j = Xn+ Δ X......(I)
[0065]Yn+1 = Yn+ Δ Y……⑵
[0066]AX = S* sin δ η......(3)
[0067]AY = S* cos δ n......(4)
[0068]其中，久=怂+ΣΙ/?…(5)
[0069]定义如下:
[0070]X1:横(东西)向坐标位置
[0071]Λ X:横(东西)位移距离
[0072]Y1:纵(南北)向坐标位置
[0073]Λ Y:纵(南北)位移距离
[0074]S:移动距离
[0075]δη:方位角
[0076]Θ。:辅助定位原点之方位角。
[0077]请参阅图3，图3为本发明的辅助移动载具定位的方法的流程图。如图1及图3所示，本发明的运作流程其步骤至少可包含:
[0078]SlOO定位信息接收；
[0079]SlOl是否定位讯息正确；
[0080]S102若是，判断是否满足辅助定位原点条件；
[0081]S103若是，更新辅助定位原点；
[0082]S104更新定位点，且当S102若否,更新定位点；
[0083]S105当SlOl若否，判断是否已取得辅助定位原点，若否，重回SlOO定位信息接收；
[0084]S106当S105若是，辅助定位计算
[0085]S107更新辅助定位点；
[0086]请参阅图4，图4为本发明的辅助移动载具定位的方法的流程实施例图。如图2及图4所示，以汽车为实施例进行说明本发明的方法流程，其步骤至少可包含:
[0087]S200定位信息接收；
[0088]S201判断GPS状态为有效且位移计算距离介于与之间；
[0089]S202若是，判断是否满足方向盘角度趋近于O度、误差5度内且行驶移动载具长度；
[0090]S203若是，更新辅助定位原点；
[0091]S204更新定位点，当S202若否，更新定位点；
[0092]S205当S201若否，判断是否已取得辅助定位原点，若否，重回S200定位信息接收；
[0093]S206若是，辅助定位计算；
[0094]S207更新辅助定位点。
[0095]上列详细说明乃针对本发明的可行实施例进行具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
[0096]综上所述，本案不仅于技术思想上确属创新，并具备惯用的传统方法所不及的上述多项功效，已充分符合新颖性及进步性的法定发明专利要件，爰依法提出申请，恳请贵局核准本件发明专利申请案，以励发明，至感德便。
【权利要求】
1.一种辅助移动载具定位的系统，其特征在于，至少包括: 移动载具，包含方向盘角度感知组件及移动距离感知组件，且感测方向盘角度变化的感知讯号及速度或固定移动距离产生的感知讯号，并计算移动距离； 移动载具讯号读取单元，包含移动距离接口及方向盘角度接口，该方向盘角度接口读取或侦测行车里程与行车速度，接收该移动载具的感知讯号，并选择直接读取该些感知讯号或通过移动载具的计算机诊断接口读取该些感知讯号； 整合运算单元，为中央处理器，接收该移动载具讯号读取单元与定位单元所输入的讯号进行运算处理； 定位单元，取得定位位置与方位角度，并具该单元定位讯号可靠度指针的定位装置，将取得的讯号传送至该整合运算单元。
2.根据权利要求1所述的辅助移动载具定位的系统，其特征在于，该计算机诊断接口为OBDI1、CAN BUS、LIN BUS的通讯接口标准。
3.根据权利要求1所述的辅助移动载具定位的系统，其特征在于，该定位装置为全球卫星定位系统GPS。
4.一种辅助移动载具定位的方法，其特征在于，至少包括步骤: A:接收定位信息并判断是否定位正确； B:若是，判断是否满足辅助定位原点条件，若否，判断是否取得辅助定位原点，若否，判断是否已取得辅助定位原点； C:步骤B中，若是满足辅助定位原点条件，更新辅助定位原点并更新定位点，若未满足辅助定位原点条件，直接更新定位点； D:步骤B中，若已取得辅助定位原点时，进行辅助定位计算并更新辅助定位点，若未取得辅助定位原点重回步骤A重新定位信息接收。
5.根据权利要求4所述的辅助移动载具定位的方法，其特征在于，判断该步骤A定位正确，包括该定位单元状态指示为有效且与上一个取样定位的距离符合该移动载具中移动距离感知组件的位移计算。
6.根据权利要求4所述的辅助移动载具定位的方法，其特征在于，判断该步骤B是否满足辅助定位原点条件，包括原定位点尚未失去讯号或其定位状态仍有效的情况下，再配合该方向盘角度趋近0° 土误差范围内且维持行驶一段距离后，才为辅助定位原点(H)。
7.根据权利要求6所述的辅助移动载具定位的方法，其特征在于，该段距离为该移动载具的长度。
8.根据权利要求6所述的辅助移动载具定位的方法，其特征在于，该步骤D辅助定位计算为下列公式:
Χη+1 = Χη+ΔΧ ……(1) Υη+ι = Υη+ΔΥ……⑵
Δ X = S.sin δ η......(3)
Δ Υ = S.cos δ η......(4) 其中，么……(5) 定义如下:X1:横(东西)向坐标位置ΛΧ:横(东西)位移距离Y1:纵(南北)向坐标位置ΔΥ:纵(南北)位移距离S:移动距离sn:方位角θ 0:辅助定位原点之方位角。
【文档编号】G01S19/48GK104280757SQ201410525034
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年2月13日
【发明者】邱佳禾, 李燿光 申请人:中华电信股份有限公司