基于信息濾波的車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于信息濾波的車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)。包括：耦合于運(yùn)動物體的GPS導(dǎo)航單元，周期性計算GPS導(dǎo)航信息并利用歷史航向角信息判斷耦合于GPS的GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果；耦合于運(yùn)動物體的航位推算(DR)導(dǎo)航單元，利用存儲于DR導(dǎo)航單元內(nèi)的參考位置和方向周期性推算DR導(dǎo)航信息，耦合于DR導(dǎo)航單元的轉(zhuǎn)彎判斷單元根據(jù)航向角變化及曲率輸出判斷結(jié)果；轉(zhuǎn)彎判斷單元綜合GPS與DR轉(zhuǎn)彎判斷單元得到運(yùn)動物體狀態(tài)并修正DR推算公式；耦合于GPS與DR導(dǎo)航單元及轉(zhuǎn)彎判斷單元的信息濾波器(IF)，用于周期性地計算運(yùn)動物體的導(dǎo)航信息。本發(fā)明應(yīng)用IF濾波器整合GPS與DR導(dǎo)航信息，獲得更高精度和更可靠性能的導(dǎo)航功能。
【專利說明】
基于信息濾波的車載組合導(dǎo)航系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于導(dǎo)航技術(shù)，尤其是關(guān)于一種組合導(dǎo)航系統(tǒng)以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS)具有全球范圍覆蓋、高精 度等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于汽車導(dǎo)航，以根據(jù)接收的衛(wèi)星信號提供汽車的絕對位置。然 而，由于高樓、樹木、管道、高架橋等會阻礙衛(wèi)星信號傳播，因此在城市環(huán)境下，很難實現(xiàn)連 續(xù)地GPS導(dǎo)航，要得到連續(xù)可靠的定位信息就需要其他的輔助手段。
[0003] 航跡推算（Dead Reckoning，DR)導(dǎo)航系統(tǒng)主要由定位傳感器（例如，陀螺儀、里程 儀等）組成，其具有較高的自主性以及高采樣率。然而，由于DR導(dǎo)航系統(tǒng)是根據(jù)前一時刻 的車輛絕對位置以及當(dāng)前計算的相對位移推導(dǎo)得出當(dāng)前時刻的車輛絕對位置，因此，DR導(dǎo) 航系統(tǒng)的測量誤差將隨著時間逐步累積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種組合導(dǎo)航系統(tǒng)以及導(dǎo)航方法， 可以整合多個傳感器的測量信息，以得到比單個導(dǎo)航系統(tǒng)信息更高精度和更可靠的導(dǎo)航信 息。
[0005] 本發(fā)明所提供的組合導(dǎo)航系統(tǒng)包括：耦合于車輛的GPS接收單元，用于根據(jù)衛(wèi)星 信號周期性地計算車輛的GPS導(dǎo)航信息；耦合于車輛的DR導(dǎo)航單元，用于根據(jù)車輛的運(yùn)動 信息與存儲于所述DR導(dǎo)航單元內(nèi)的參考位置和方向，周期性地推算車輛的DR導(dǎo)航信息；以 及親合于所述GPS導(dǎo)航單元和DR導(dǎo)航單元的信息濾波器（Information Filter，IF)，用于 周期性地計算車輛的導(dǎo)航信息。
[0006] 本發(fā)明還提供了一種組合導(dǎo)航方法，其至少包括下列步驟：根據(jù)衛(wèi)星信號周期性 地計算運(yùn)動物體的GPS導(dǎo)航信息并根據(jù)歷史GPS航向角信息判斷GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié) 果；根據(jù)所述運(yùn)動物體的運(yùn)動信息、存儲于所述DR導(dǎo)航單元內(nèi)的參考位置和方向及耦合于 DR導(dǎo)航單元的轉(zhuǎn)彎判斷單元周期性地推算所述運(yùn)動對象的DR導(dǎo)航信息；轉(zhuǎn)彎判斷單元綜 合GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元與DR轉(zhuǎn)彎判斷單元結(jié)果得到所述運(yùn)動物體是否為直行或轉(zhuǎn)彎狀態(tài)DR 導(dǎo)航單元根據(jù)所述運(yùn)動物體不同的狀態(tài)切換不同的航位推算策略；將所述GPS導(dǎo)航信息， 所述DR導(dǎo)航信息及轉(zhuǎn)彎判斷輸出結(jié)果輸入所述不同的信息濾波器，濾波結(jié)果用于修正導(dǎo) 航ig息。
[0007] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種組合導(dǎo)航系統(tǒng)，應(yīng)用IF整合GPS導(dǎo)航信息與 DR導(dǎo)航信息。一方面，GPS導(dǎo)航單元提供的絕對位置精度很高，而且不受定位時間的影響， 可以為DR導(dǎo)航單元提供航位推算的初始值，輔助DR導(dǎo)航單元進(jìn)行定位誤差的校正和修正 DR導(dǎo)航單元的系統(tǒng)參數(shù)。另一方面，DR導(dǎo)航單元的連續(xù)推算在短時間內(nèi)具有很高的精度， 可以補(bǔ)償GPS導(dǎo)航單元定位中的隨機(jī)誤差和定位的斷點，使得定位的軌跡能夠平滑。因此， 采用這種組合導(dǎo)航系統(tǒng)能夠提供更高精度和更可靠性能的導(dǎo)航功能。
[0008] 本發(fā)明通過整合GPS測量結(jié)果及DR推算結(jié)果得到一種長時間且精度高的組合導(dǎo) 航系統(tǒng)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0009] (1)本發(fā)明共包括直行和轉(zhuǎn)彎兩種模式，通過對轉(zhuǎn)彎模式航位推算策略的修正，得 到更精確的DR導(dǎo)航單元輸出結(jié)果；
[0010] (2)本發(fā)明采用耦合于GPS導(dǎo)航單元和DR導(dǎo)航單元的信息濾波器，相對于傳統(tǒng)的 Kalman濾波器具有兩方面優(yōu)勢：首先，在缺乏初值X。的先驗信息時，Kalman濾波啟動困難， 信息濾波則容易處理；其次，當(dāng)輸入量維數(shù)較大時，信息濾波器較Kalman濾波器計算量明 顯減少。
【附圖說明】
[0011] 以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使本發(fā)明的 特征和優(yōu)點更為明顯。其中：
[0012] 圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的組合導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013] 圖2所示為本發(fā)明的一個實施例的信息濾波器的流程圖；
[0014] 圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的組合導(dǎo)航系統(tǒng)的操作流程圖。
【具體實施方式】
[0015] 以下將對本發(fā)明的實施例給出詳細(xì)的說明。
[0016] 圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的組合導(dǎo)航系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明所 述組合系統(tǒng)100相比于現(xiàn)有技術(shù)的單一導(dǎo)航系統(tǒng)（例如，單一 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)或單一 DR導(dǎo)航 系統(tǒng)）具有更加精準(zhǔn)的導(dǎo)航定位能力。
[0017] 在一個實施例中，組合導(dǎo)航系統(tǒng)100包括GPS測量單元104,用于接收衛(wèi)星信號，并 根據(jù)衛(wèi)星信號產(chǎn)生GPS導(dǎo)航信息106。每個衛(wèi)星信號都由一個對應(yīng)的導(dǎo)航衛(wèi)星產(chǎn)生。在一 個實施例中，GPS導(dǎo)航信息106包括運(yùn)動物體的位置、方向、線速度V sps和角速度Wsps。在地 球標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中，車輛的位置由經(jīng)度分量和煒度分量組成。
[0018] 組合導(dǎo)航系統(tǒng)100還包括DR測量單元114,用于測量車輛的運(yùn)動信息，并根據(jù)車輛 的運(yùn)動信息計算車輛的航向角變化量和位置變化量。其中，DR測量單元包括用于測量車輛 線速度V dr的里程表110與測量車輛角速度Wdr的陀螺儀112。利用角速度Wdr及初始航向 角積分得到DR輸出航向角供現(xiàn)。
[0019] GPS導(dǎo)航單元102包括GPS測量單元104及GPS定位類型判斷器108, GPS測量單 元104將測量得到的信息106,包括經(jīng)度Lontips、煒度Lattips、航向角％/^、線速度V tips，定位類 型Typesps, GPS測量信息首先經(jīng)過GPS定位類型判斷器108判斷當(dāng)前GPS信息是否可用。
[0020] 當(dāng)GPS定位類型TypetJps= 1或Type (；pS= 2時，GPS測量信息不可用，此時采用純 DR定位，不進(jìn)行信息濾波，將DR導(dǎo)航信息作為最后的輸出。
[0021 ] 當(dāng)GPS定位類型Typetips= 3時，GPS測量信息可用，將GPS航向角識Gi>s輸入到轉(zhuǎn)彎 判斷單元116,該轉(zhuǎn)彎判斷單元由兩部分組成，分別為GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元與DR轉(zhuǎn)彎判斷單 J L 〇
[0022] 其中，GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元判斷當(dāng)前航向角與之前九個周期（共十個周期）的 航向角方差是否小于預(yù)設(shè)閾值Vartips，如果該方差小于閾值Var tips，認(rèn)為GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元 輸出結(jié)果為直行；否則如果該方差大于或等于閾值Vartips，認(rèn)為GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果 為轉(zhuǎn)彎。
[0023] 如果十個周期內(nèi)的航向角包含不可用的航向角，那么本次不作判斷，直至累積至 十個周期再進(jìn)行判斷是否輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎。
[0024] DR轉(zhuǎn)彎判斷單元判斷以下兩個條件是否同時成立：1)當(dāng)前與上個周期之間 的航向角變化Δ奶^大于等于預(yù)設(shè)閾值A(chǔ)pniin或曲率C = Apzwi/AL大于等于預(yù)設(shè)閾值 AC_(例如：1000)，這里AL為當(dāng)前時刻到上一時刻走過的距離；2)累積十個周期內(nèi)的航 向角變Φ
大于等于預(yù)設(shè)閾值&in。
[0025] 當(dāng)條件1)與條件2)同時成立，認(rèn)為DR轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎；否則如果 條件1)或條件2)其中之一不成立，認(rèn)為DR轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果為直行。
[0026] 當(dāng)GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎或DR轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎，則認(rèn)為 整個轉(zhuǎn)彎判斷單元116輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎，否則當(dāng)GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元與DR，轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出 結(jié)果同時為直行Rim整個轉(zhuǎn)彎判斷單元116輸出結(jié)果為直行。
[0027] 所述閾 ，ACnilJ 根據(jù)運(yùn)動物體的具體情況進(jìn)行確定，其確定準(zhǔn)則 包括：
[0028] 1)閾值 ACnun^U 果太小，可能會將直行時的變道等動作誤判為轉(zhuǎn) 彎，從而引起誤?
[0029] 2)閾值 、C_以石 艮太大，可能會將慢速轉(zhuǎn)彎動作誤判為直行，從而 引起誤差。
[0030] 如果轉(zhuǎn)彎判斷單元116輸出結(jié)果為直行，利用GPS輸出的航向角爐代替DR輸出 航向角供燦。此時DR采用直行航位推算122,推算公式如下：
[0031] ⑴
[0032] (2)
[0033] 其中，λ為經(jīng)度；L為煒度；r為地球半徑。將陀螺儀測量得到的航向角速率的誤
胃 0一Pfn h 七口
[0034] (3)
[0035] 將里程計測量得到的速度誤差以白噪聲形式描述：
[0036] εη= ω n (4)
[0037] 其中，cog，ωη為白噪聲。
[0038] 經(jīng)煒度及航向角的一階泰勒展開式如下：
[0039] (5)
[0040]
[0048] 其中，Wz為觀測噪聲；Δ T為仿真步長。
[0049] 如果轉(zhuǎn)彎判斷單元116輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎，此時DR采用轉(zhuǎn)彎航位推算118,引入一個 修正因子得到經(jīng)度的變化方程為：
[0050] (11)
[0051] 其中，Δ供^為一個時間間隔內(nèi)的航向角變化量。煒度變化方程為：[0052]
(12)
[0053] 當(dāng)前車輛處于轉(zhuǎn)彎模式下，采用上述經(jīng)煒度推算公式能夠使經(jīng)煒度計算更加準(zhǔn)

[0067] 兩種不同的模式下，狀態(tài)方程不同，因此不同模式下的信息濾波器不同，本發(fā)明的 實施例中共有兩個信息濾波器，當(dāng)轉(zhuǎn)彎判斷單元116輸出結(jié)果為直行時，采用直行信息濾 波器；當(dāng)轉(zhuǎn)彎判斷單元116輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎時，采用轉(zhuǎn)彎信息濾波器。
[0068] 圖2所示為本發(fā)明一個實施例的如圖1所示組合導(dǎo)航系統(tǒng)100中的信息濾波器單 元的流程圖。組合導(dǎo)航系統(tǒng)100中的轉(zhuǎn)彎信息濾波器136與直行信息濾波器128流程與算 法均相同，只是所建立狀態(tài)方程不同。
[0069] 信息濾波器單元200首先建立離散狀態(tài)方程：
[0070]
(23)
[0071] 其中：
為狀態(tài)變量;w(k)為過程噪聲。
[0072] 在直行模式下，導(dǎo)航系統(tǒng)的狀送
其中，δ λ為經(jīng)度的誤 差；3L為煒度的誤差為航向角的誤差；εg為航向角速率的誤差，系統(tǒng)的狀態(tài)方程為：
[0073]

[0081] 卡爾曼濾波中使用狀態(tài)估計文及方差P來進(jìn)行計算，而信息濾波中利用信息狀態(tài) 及費歇信息Y來進(jìn)行計算，其定義為：
[008：
(29)
[0083] 如圖200所示，擴(kuò)展信息濾波器可以分為以下三個過程：[0084] 1)方框204所示預(yù)測過程：
[0088] 其中，i(k)為觀測向量Z(k)的信息狀態(tài)分布，而I(k)則為新信息矩陣，
為k-Ι步到第k步的狀態(tài)預(yù)測值：
[0085]
[0086]
[0087]
[0089]
(32)
[0090] 2)方框206所示估計過程：
[0091]
(33)
[0092] 其中，η為濾波節(jié)點個數(shù)。
[0093] 3)方框208所示輸出最終估計結(jié)果為：
[0094]
(34)
[0095] 信息濾波器是根據(jù)所關(guān)心的參數(shù)（狀態(tài)）相關(guān)的信息測量形式獲得，而不是直接 獲得狀態(tài)估計和其相關(guān)的協(xié)方差。
[0096] 在轉(zhuǎn)彎模式下，狀態(tài)方程為：
[0。。71
[0098] 系統(tǒng)輸出方程與濾波器原理同直行模式。
[0099] 直行與轉(zhuǎn)彎兩種模式下切換時，將上一種模式下的狀態(tài)變量賦予下一種模式下的 狀態(tài)變量初值。
[0100] 圖3所示為本發(fā)明的一個實施例的由如圖1所示組合導(dǎo)航系統(tǒng)100所執(zhí)行的操作 流程圖300。圖3將結(jié)合圖1及圖2進(jìn)行描述。
[0101] 當(dāng)組合導(dǎo)航系統(tǒng)100啟動后，GPS測量單元產(chǎn)生運(yùn)動物體的GPS導(dǎo)航信息，該導(dǎo)航 信息中包括GPS定位類型iType，如果iType不等于3,認(rèn)為此時GPS信息不可用，根據(jù)方框 圖306,此時采用純DR定位；如果iType等于3,認(rèn)為此時GPS信息可用，則判斷GPS航向角 十個周期內(nèi)的方差（如果十個周期內(nèi)的GPS航向角包括了部分不可用的信息，則累積十個 周期再進(jìn)行判斷）是否小于閾值Var tips，如果小于該閾值，GPS判斷當(dāng)前為直行；反之如果方 差大于等于該閾值Vartips, GPS判斷當(dāng)前為轉(zhuǎn)彎。
[0102] 在方框318中，陀螺儀與里程計測量運(yùn)動物體的DR導(dǎo)航信息，并判斷如下兩個條 件：
[0103] 條件1:本周期與上個周期的航向角變分
I否大于等于閾彳]
且曲率
是否大于等于閾值A(chǔ) C_;
[0104] 條件2 :累積十個周期內(nèi)的航向角變彳
I否大于等于預(yù)設(shè)閾?]
[0105] 當(dāng)上述兩條件同時成立，DR判斷結(jié)果為轉(zhuǎn)彎；反之如果兩條件不是同時成立，DR 判斷結(jié)果為直行。
[0106] 方框310與方框312同時判斷為直行時，認(rèn)為此時運(yùn)動物體為直行，從而采用方框 324直行航位推算且用GPS航向角信息代替DR航向角信息；反之如果方框310與方框312 其中之一判斷為轉(zhuǎn)彎，認(rèn)為此時運(yùn)動物體為轉(zhuǎn)彎，從而采用方框326轉(zhuǎn)彎航位推算。
[0107] 如果采用方框324直行航位推算，且當(dāng)前GPS信息可用，則采用方框330直行信息 濾波器，并得到輸出結(jié)果方框332 ;反之如果采用方框326轉(zhuǎn)彎航位推算，且當(dāng)前GPS信息 可用，則采用方框328轉(zhuǎn)彎信息濾波器，并得到輸出結(jié)果方框332。輸出結(jié)果332反饋至DR 導(dǎo)航單元，用于修正DR導(dǎo)航輸出。
[0108] 綜上所述，本發(fā)明提供了一種組合導(dǎo)航系統(tǒng)，該組合導(dǎo)航系統(tǒng)包括一個GPS導(dǎo)航 單元，用于根據(jù)衛(wèi)星信號產(chǎn)生GPS導(dǎo)航信息，GPS導(dǎo)航單元包括一個GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元，用 于根據(jù)歷史航向角信息判斷運(yùn)動物體狀態(tài)。該組合導(dǎo)航系統(tǒng)還包括一個DR導(dǎo)航單元，用于 推算DR導(dǎo)航信息，同樣，DR導(dǎo)航單元包括一個DR轉(zhuǎn)彎判斷單元，用于根據(jù)航向角變化及曲 率判斷運(yùn)動物體狀態(tài)。轉(zhuǎn)彎判斷單元綜合GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元與DR轉(zhuǎn)彎判斷單元得到運(yùn)動 物體狀態(tài)并修正DR推算公式。此外，本發(fā)明的組合導(dǎo)航系統(tǒng)還包括信息濾波器（IF)，用于 周期性地計算運(yùn)動物體的導(dǎo)航信息
[0109] 上文【具體實施方式】和附圖僅為發(fā)明之常用實施例。顯然，在不脫離后附權(quán)利要求 書所界定的本發(fā)明精神保護(hù)范圍的前提下可以有各種增補(bǔ)、修改和替換。本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)該理解，本發(fā)明在實際應(yīng)用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在不背離發(fā)明準(zhǔn)則的前提下 在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實施例 僅用于說明而非限制，本發(fā)明之范圍由后附權(quán)利要求及其合法等同物界定，而不限于此前 之描述。
【主權(quán)項】
1. 一種組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述組合導(dǎo)航系統(tǒng)包括： 耦合于運(yùn)動物體的全球定位系統(tǒng)（GPS)導(dǎo)航單元，用于根據(jù)衛(wèi)星信號周期地計算所述 車輛的GPS導(dǎo)航信息； 耦合于所述車輛的航位推算（DR)導(dǎo)航單元，用于根據(jù)所述車輛的運(yùn)動信息與存儲于 所述DR導(dǎo)航單元內(nèi)的參考位置和方向，周期性地推算所述車輛的DR導(dǎo)航信息； 以及耦合于所述GPS導(dǎo)航單元和DR導(dǎo)航單元的信息濾波器（IF)，用于周期地計算所述 車輛的導(dǎo)航信息，其根據(jù)所述GPS導(dǎo)航信息及DR導(dǎo)航信息，以得到導(dǎo)航觀測信息，再整合所 述導(dǎo)航觀測信息與所述運(yùn)動物體在先前多個時刻的導(dǎo)航信息，以得到所述運(yùn)動物體當(dāng)前的 導(dǎo)航ig息。2. 根據(jù)權(quán)利1所述的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述組合導(dǎo)航系統(tǒng)還包括： 耦合于所述GPS導(dǎo)航單元的定位類型判斷器，用于判斷當(dāng)前測得得到的GPS信息定位 類型，從而確定是否采用GPS航向角代替DR航向角。3. 根據(jù)權(quán)利1所述的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述組合導(dǎo)航系統(tǒng)還包括： 親合于所述DR導(dǎo)航單元與GPS導(dǎo)航單元的轉(zhuǎn)彎判斷單元，用于判斷當(dāng)前運(yùn)動體是否處 于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。4. 根據(jù)權(quán)利3所述的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，轉(zhuǎn)彎判斷單元包含兩部分，分別為DR 轉(zhuǎn)彎判斷單元與GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元，根據(jù)兩個轉(zhuǎn)彎判斷單元的輸出綜合得到當(dāng)前是否處于 轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，DR轉(zhuǎn)彎判斷單元根據(jù)航向角變 化值及曲率判斷當(dāng)前狀態(tài)，即如果從前一時刻到這一時刻航向角變化大于第一預(yù)設(shè)閾值， 或者，當(dāng)前曲率大于第二預(yù)設(shè)閾值時，認(rèn)為DR轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元根據(jù)航向角歷 史信息判斷當(dāng)前狀態(tài)，即如果十個周期內(nèi)的航向角方差小于第三預(yù)設(shè)閾值，認(rèn)為GPS轉(zhuǎn)彎 判斷單元輸出結(jié)果為直行狀態(tài)，否則認(rèn)為GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元與DR轉(zhuǎn) 彎判斷單元綜合判斷當(dāng)前運(yùn)動物體處于直行狀態(tài)或處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。如果GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元 與DR轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果均為直行，則認(rèn)為當(dāng)前運(yùn)動物體處于直行狀態(tài)；否則，當(dāng)GPS轉(zhuǎn) 彎判斷單元或者DR轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎，則認(rèn)為當(dāng)前運(yùn)動物體處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。8. 根據(jù)權(quán)利1所述的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，耦合于所述運(yùn)動物體的DR導(dǎo)航單元 根據(jù)所述轉(zhuǎn)彎判斷單元判斷結(jié)果切換不同的航位推算算法。9. 根據(jù)權(quán)利8所述的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，耦合于所述運(yùn)動物體的DR導(dǎo)航單元 根據(jù)轉(zhuǎn)彎判斷單元的輸出結(jié)果切換至直行航位推算公式或轉(zhuǎn)彎航位推算公式。如果轉(zhuǎn)彎判 斷單元輸出結(jié)果為直行，則將GPS當(dāng)前航向角賦給DR導(dǎo)航單元用于直行航位推算；如果轉(zhuǎn) 彎判斷單元輸出結(jié)果為轉(zhuǎn)彎，則不采用GPS航向角代替DR航向角，為了提高轉(zhuǎn)彎時的DR導(dǎo) 航精度，在直行航位推算公式的基礎(chǔ)上添加修正因子。10. 根據(jù)權(quán)利1所述的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述組合導(dǎo)航系統(tǒng)還包括： 耦合于運(yùn)動物體的陀螺儀，用于測量所述運(yùn)動物體的角速度；以及耦合于所述運(yùn)動物 體的里程表，用于測量所述運(yùn)動物體的線速度，其中所述運(yùn)動物體的所述運(yùn)動信息包括所 述角速度和所述線速度。11. 根據(jù)權(quán)利1所述的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，耦合于所述GPS導(dǎo)航單元和DR導(dǎo)航 單元的信息濾波器根據(jù)所述轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果切換不同的濾波器狀態(tài)方程。12. -種組合導(dǎo)航方法，其特征在于，所述組合導(dǎo)航方法至少包括下列步驟： 根據(jù)衛(wèi)星信號周期性地計算運(yùn)動物體的GPS導(dǎo)航信息并根據(jù)歷史GPS航向角信息判斷 GPS轉(zhuǎn)彎判斷單元輸出結(jié)果； 根據(jù)所述運(yùn)動物體的運(yùn)動信息、存儲于所述DR導(dǎo)航單元內(nèi)的參考位置和方向及耦合 于DR導(dǎo)航單元的轉(zhuǎn)彎判斷單元周期性地推算所述運(yùn)動對象的DR導(dǎo)航信息； 將所述GPS導(dǎo)航信息，所述DR導(dǎo)航信息及不同的轉(zhuǎn)彎判斷輸出結(jié)果輸入所述信息濾波 器，濾波結(jié)果用于修正導(dǎo)航信息。
【文檔編號】G01S19/45GK105890595SQ201510008171
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月8日
【發(fā)明人】王晉高
【申請人】北京中坤天朗信息技術(shù)有限公司