專利名稱：組合定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種定位裝置，具體涉及一種基于GPS全球定位系統(tǒng)的能提供連續(xù)方位信息的組合定位裝置(Integrated Position System)，簡(jiǎn)稱IPS。
為解決該問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，使用一GPS接收裝置、一角速率傳感器、一速度傳感器、一MCU中央處理單元及一電源裝置，組成一組合定位系統(tǒng)。
其中，GPS接收裝置用于接收GPS信號(hào)，并輸出一第一信號(hào)及一第二信號(hào)，當(dāng)其收到GPS信號(hào)時(shí)，據(jù)此輸出第一信號(hào)至MCU中央處理單元，當(dāng)其接收不到GPS信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生并輸出一第二信號(hào)至MCU中央處理單元；角速率傳感器用于實(shí)時(shí)感測(cè)移動(dòng)方向，并輸出一角度信號(hào)至MCU中央處理單元；速度傳感器用于實(shí)時(shí)感測(cè)移動(dòng)速率，并輸出一位移信號(hào)至MCU中央處理單元；MCU中央處理單元用于接收上述信號(hào)，并輸出一定位數(shù)據(jù)，當(dāng)MCU中央處理單元收到第一信號(hào)時(shí)，根據(jù)該第一信號(hào)，輸出該定位數(shù)據(jù)，當(dāng)MCU中央處理單元收到該第二信號(hào)時(shí)，對(duì)收到的角度信號(hào)和位移信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果輸出該定位數(shù)據(jù)；電源裝置為整個(gè)組合定位裝置提供電源。
采用上述方案，當(dāng)GPS接收裝置接收到GPS信號(hào)時(shí)，依據(jù)GPS信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航，當(dāng)進(jìn)入盲區(qū)時(shí)，MCU中央處理單元以進(jìn)入盲區(qū)瞬間GPS信號(hào)所提供的位置信息為初始位置，依據(jù)角速率傳感器及速度傳感器送來的角度信號(hào)和位移信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，可以實(shí)時(shí)計(jì)算出當(dāng)前位置信息，從而可以連續(xù)提供定位信息。當(dāng)交通工具走出盲區(qū)時(shí)，GPS接收裝置重新接收到GPS信號(hào)，組合定位裝置將依該GPS信號(hào)輸出定位數(shù)據(jù)。由于組合定位裝置始終依據(jù)最近接收的GPS信號(hào)確定當(dāng)前位置并輸出定位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算得到的位置信息進(jìn)行修正，從而提高了導(dǎo)航精度。


圖1為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
的電路方塊圖；圖2為極坐標(biāo)航位計(jì)算原理示意圖。
當(dāng)交通工具位于GPS信號(hào)可接收區(qū)域時(shí)，GPS接收裝置依據(jù)GPS信號(hào)產(chǎn)生一第一信號(hào)，并將其送至MCU中央處理單元的運(yùn)算處理器，該第一信號(hào)包含定位信息。運(yùn)算處理器依據(jù)該第一信號(hào)，判斷信息可用，則將GPS定位數(shù)據(jù)經(jīng)接口電路輸出至外部顯示終端進(jìn)行導(dǎo)航。當(dāng)交通工具進(jìn)入盲區(qū)時(shí)，GPS接收裝置輸出一第二信號(hào)至MCU中央處理單元的運(yùn)算處理器，該第二信號(hào)不包含定位信息，僅表示處于盲區(qū)內(nèi)。運(yùn)算處理器依據(jù)該第二信號(hào)，判斷信號(hào)不可用，則產(chǎn)生一推算定位數(shù)據(jù)，并將該推算定位數(shù)據(jù)經(jīng)接口電路輸出至外部顯示終端進(jìn)行導(dǎo)航。
該推算定位數(shù)據(jù)的推算依據(jù)為角速率傳感器產(chǎn)生的角度信號(hào)及速度傳感器產(chǎn)生的位移信號(hào)。
角速率傳感器用于實(shí)時(shí)感測(cè)移動(dòng)方向，并輸出一角度信號(hào)至MCU中央處理單元的V/F轉(zhuǎn)換電路，本實(shí)施例中，角速率傳感器為一角速率陀螺，其輸出的角度信號(hào)為一電壓信號(hào)。速度傳感器用于實(shí)時(shí)感測(cè)移動(dòng)速率，并輸出一位移信號(hào)至MCU中央處理單元的運(yùn)算處理器，本實(shí)施例中，速度傳感器為一里程表。
該推算定位數(shù)據(jù)的推算原理是基于數(shù)學(xué)中的極坐標(biāo)航位推算法。如圖2所示，A點(diǎn)為進(jìn)入盲區(qū)瞬間的位置，也是基準(zhǔn)位置，其位置信息由最后接收到的GPS信號(hào)給出。設(shè)定以AC方向?yàn)榛鶞?zhǔn)方向，B點(diǎn)為當(dāng)前位置，則B點(diǎn)的位置信息可根據(jù)A、B之間的位移及夾角α推算得出。
角度信號(hào)進(jìn)入中央處理單元后，首先經(jīng)V/F轉(zhuǎn)換電路將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，然后經(jīng)卡爾曼濾波算法裝置進(jìn)行信號(hào)優(yōu)化，使其包含的角度信息漂移量降至最低，以提高數(shù)據(jù)運(yùn)算的精度。
電源裝置用于為整個(gè)組合定位裝置提供電源。
權(quán)利要求1.一種組合定位裝置，其特征在于其包括一GPS接收裝置，一角速率傳感器，一速度傳感器、一MCU中央處理單元及一電源裝置；GPS接收裝置用于接收GPS信號(hào)，并輸出一第一信號(hào)及一第二信號(hào)，當(dāng)其收到GPS信號(hào)時(shí)，據(jù)此輸出第一信號(hào)至MCU中央處理單元，當(dāng)其接收不到GPS信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生并輸出一第二信號(hào)至MCU中央處理單元；角速率傳感器用于實(shí)時(shí)感測(cè)移動(dòng)方向，并輸出一角度信號(hào)至MCU中央處理單元；速度傳感器用于實(shí)時(shí)感測(cè)移動(dòng)速率，并輸出一位移信號(hào)至MCU中央處理單元；MCU中央處理單元用于接收上述信號(hào)，并輸出一定位數(shù)據(jù)，當(dāng)MCU中央處理單元收到第一信號(hào)時(shí)，根據(jù)該第一信號(hào)，輸出該定位數(shù)據(jù)，當(dāng)MCU中央處理單元收到該第二信號(hào)時(shí)，對(duì)收到的角度信號(hào)和位移信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果輸出該定位數(shù)據(jù)；電源裝置為整個(gè)組合定位裝置提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合定位裝置，其特征在于所述MCU中央處理單元包括一V/F轉(zhuǎn)換電路，其與角速率傳感器耦接，對(duì)收到角度信號(hào)進(jìn)行電壓/頻率轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合定位裝置，其特征在于所述角速率傳感器為角速率陀螺。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合定位裝置，其特征在于所述的速度傳感器為里程表。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的組合定位裝置，其特征在于MCU中央處理單元還包括一卡爾曼濾波算法裝置，對(duì)經(jīng)電壓/頻率轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行濾波。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種組合定位裝置，其包括一GPS接收裝置，一角速率傳感器，一速度傳感器、一MCU中央處理單元及一電源裝置，當(dāng)位于GPS盲區(qū)時(shí)，MCU中央處理單元可依據(jù)角速率傳感器提供的角度信號(hào)及速度傳感器提供的位移信號(hào)推算出當(dāng)前位置的定位數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型能夠在接收不到GPS信號(hào)時(shí)為交通工具提供連續(xù)的定位信息，并能根據(jù)重新接收到的GPS信號(hào)修正定位信息，從而提高定位精度。
文檔編號(hào)G01C21/12GK2569099SQ0220841
公開日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2002年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月21日
發(fā)明者閔雪峰 申請(qǐng)人:趙京, 閔雪峰