一种用gps速度信息改进车载速度表的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用GPS速度信息改进车载速度表的方法。该方法为采集开阔环境下GPS测量的精确速度信息和车载速度采集装置的车载速度信息，得到补偿系数，在GPS测量不准确时，用补偿系数校正车载速度采集装置的车载速度信息。本发明克服了车载速度准确性受到众多因素影响的缺陷，例如由于轮胎的实际周长与标定的周长不一致会导致车载速度测量误差的缺陷；同时，也避免了复杂环境对GPS测量准确性的影响。
【专利说明】一种用GPS速度信息改进车载速度表的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能交通控制领域，特别是涉及一种用GPS速度信息改进车载速度的 方法。
【背景技术】
[0002] 随着IT技术的不断发展，人类生产和生活中的方方面面都在逐步的信息化。交通 出行领域也不例外，汽车不断的智能化，现在的普通汽车上已经安装了各种各样的传感器， 能够实时传递车辆的状态信息；而多传感器数据融合技术是当前研究的热门领域，通过融 合不同传感器的信息，能够提高量值的精度和可靠性。
[0003] 在车辆安全控制方面，对车辆的位置和速度的要求越来越高，用的比较多的有 GPS，但是GPS的精度受到环境的影响很大，在隧道或者"城市峡谷"地区，定位精度比较差， 所以很多人采用航位推算（DR)算法来替代GPS，此时，准确的车辆速度对算法是否可靠起 着决定性的作用。在航位推算算法中，常用的传感器有加速度计和里程计，加速度需要两次 积分才能得到位移，除了高精度的军用惯导产品以外，普通的民用产品很难用到做到这样 的精度，在航位推算中起辅助作用，用精度较高的速度值来推算位移只需要一次积分，在较 短的时间内能保证一定的精度。
[0004] 车辆上的速度测量是通过计算一段时间内轮毂转动的圈数再乘以轮胎的周长得 到的，受到轮胎的影响较大，轮胎在使用久了之后胎压、变形而且胎压还受温度的影响，所 以众多因素都会使得实际运行的周长和给定周长有差异，而且这种差异在一定条件下可以 认为是系统性的、固定不变的。GPS已经广泛应用到车载导航系统中，现在出产的汽车绝大 多数都有GPS，是导航定位的主要传感器，但是GPS受到环境的影响较大，影响GPS定位的主 要是建筑和树木等环境照成GPS卫星信号，导致GPS定位误差增大，在开阔环境下，GPS接 收机的定位精度较高，包括坐标和速度都较为准确。两种测量车辆行驶速度的方法各有优 劣。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提出一种用GPS速度信息改进车载速度的方法
[0006] -种用GPS速度信息校正车载速度信息的方法，基于硬件装置，包括GPS采集装 置、车载速度采集装置、主控制器；
[0007]GPS采集装置和车载速度采集装置均与主控制器相连并进行数据交换；
[0008] 车载速度采集装置包括CAN采集卡，CAN采集卡按照既定的规则去采集车辆CAN总 线上的信息，传递给主控制器，主控制器对数据进行监听，当监测到速度信息时就将该信息 提取出来，完成速度信息的遴选工作；可选的，车载速度采集装置还包括第一辅助处理器， 第一辅助处理器与CAN采集卡的输出相连，接收CAN采集卡获得的数据，并从数据中遴选出 车速信息，然后将该信息传送主控制器；
[0009]GPS采集装置包括低成本GPS接收机；主控制器接收GPS接收机的数据并进行监 听，遴选出速度信息；可选的，GPS采集装置还包括第二辅助处理器，第二辅助处理器接收 组信息，遴选出速度信息，然后将速度信息存储并传递给主控制器；
[0010] 主控制器上设置有输入端，通过人工或者由启动信号进行触发工作，主控制器决 策采用单次测量模式还是多次测量模式，按照不同的测量模式计算和存储补偿系数。
[0011] 所述方法包含以下步骤：
[0012] 步骤1 :选择单次测量模式或多次测量模式，确定采样次数和采样间隔，单次测量 模式中车载速度采集装置和GPS采集装置只采集一次数据；多次测量模式中车载速度采集 装置和GPS采集装置同时的、以同样的采样间隔采集两次及以上速度信息；
[0013] 步骤2:根据步骤1设定的采样次数和采样间隔，分别采集GPS速度信息，和车辆 CAN总线上的速度信息；
[0014] 步骤3:根据车载速度采集装置采集的速度信息和GPS采集装置采集的速度信息， 得到补偿系数；
[0015] 步骤4:在GPS信号不可用或者GPS信号较弱的情况下，由车辆CAN总线上的速度 信息和补偿系数，共同得到一个相较于车辆CAN总线上的速度信息更为精确的速度。
[0016] 所述单次测量模式为，车载速度采集装置和GPS采集装置只采集一次数据，主控 制器读取并存储采集数据，再按照以下公式对数据进行计算，得到补偿系数S: Ygps _Vl
[0017] S=-}- Vl
[0018] 其中：Vgps为GPS测量速度；#为车载速度表测得的速度；
[0019] 所述多次测量模式为，车载速度采集装置和GPS采集装置同时采集两次以上速度 信息，主控制器读取并存储采集数据，再然后做均值处理，其补偿系数S公式为：
【权利要求】
1. 一种用GPS速度信息校正车载速度信息的方法，其特征在于：所述方法包含以下步 骤： 步骤1 :选择单次测量模式或多次测量模式，确定采样次数和采样间隔，单次测量模式 中车载速度采集装置和GPS采集装置只采集一次数据；多次测量模式中车载速度采集装置 和GPS采集装置同时的、以同样的采样间隔采集两次及以上速度信息； 步骤2 :根据步骤1设定的采样次数和采样间隔，分别采集GPS速度信息，和车辆CAN总 线上的速度信息； 步骤3 :根据车载速度采集装置采集的速度信息和GPS采集装置采集的速度信息，得到 补偿系数； 步骤4 :在GPS信号不可用或者GPS信号较弱的情况下，由车辆CAN总线上的速度信息 和补偿系数，共同得到一个相较于车辆CAN总线上的速度信息更为精确的速度。
2. 根据权利要求1所述的用GPS速度信息校正车载速度信息的方法，其特征在于：所 述补偿系数为： 单次测量模式下，主控制器读取并存储一组采集数据，补偿系数S的计算公式为： , Vgps-Vl -Vl 其中： Vgps为GPS测量速度； 浐为车载速度表测得的速度； 多次测量模式下，主控制器读取并存储多组采集数据，其补偿系数S的计算公式为：
其中： i为自然数，且i彡1 ;η为自然数,且η> 1 ; V，为第i次GPS测量速度； V，为第i次车载速度表测得的速度。
3. 根据权利要求1所述的用GPS速度信息校正车载速度信息的方法，其特征在于：根 据车载速度采集装置的车速信息和补偿系数得到校正后的车辆速度为： V = (l + S)-VL 其中： δ为补偿系数， 浐为车载速度采集装置测得的速度； Γ为校正后的车辆速度。
【文档编号】G01P3/00GK104316716SQ201410670999
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】姚丹亚, 蒋凤成 申请人:清华大学