本發(fā)明涉及一種車機(jī)和慣性導(dǎo)航結(jié)合的區(qū)域精確定位系統(tǒng)及定位方法。

背景技術(shù)：

目前區(qū)域定位技術(shù)種類眾多，從定位方式分主要有GPS定位、無線信號定位和慣性導(dǎo)航定位幾種。

GPS定位是指用GPS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定位，目前車輛上常用的GPS定位，在特殊路段受到無線信號覆蓋率的限制，例如在城市公路隧道、山區(qū)公路隧道、以及各種事故導(dǎo)致無線信號覆蓋不到的區(qū)域；同時GPS的定位精度在無延遲的情況下也就是10-20m，對于例如停車場內(nèi)具體到車位的區(qū)域精確定位，GPS定位根本達(dá)不到要求。

無線信號定位是指以無線信號強(qiáng)度RSSI以及終端分布組合原理實(shí)現(xiàn)區(qū)域定位，例如WIFI定位，UWB定位、BLE定位等無線定位方法，這幾種基于區(qū)域無線信號強(qiáng)度的定位方法除去多布“基站”的施工成本較高的缺陷之外，很大程度上還受到信號的強(qiáng)度覆蓋限制，定位覆蓋區(qū)域只能達(dá)到100m左右，達(dá)不到幾公里大范圍內(nèi)精確定位的要求；這也限定了目前這幾種定位方法只適合室內(nèi)定位，而且成本較高。

慣性導(dǎo)航定位是指通過慣性導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)定位。目前基于慣性 導(dǎo)航的無基站定位，是國際國內(nèi)研究的熱點(diǎn)。但是慣性導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)定位在算法實(shí)現(xiàn)上相對復(fù)雜。而且對于高精度的傳感器，在區(qū)域范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)很好的定位，但是高精度傳感器的成本相對較高。而基于民用普通成本的MEMS傳感器，在長時間運(yùn)行后，對基于積分計算位移來實(shí)現(xiàn)最終定位的算法，在精度上很大程度的累積誤差效應(yīng)。

因此，開發(fā)一種能夠解決車輛在幾公里范圍移動區(qū)域內(nèi)精確定位的方法成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種車機(jī)和慣性導(dǎo)航結(jié)合的區(qū)域精確定位系統(tǒng)及定位方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種車機(jī)和慣性導(dǎo)航結(jié)合的區(qū)域精確定位系統(tǒng)，其包括安裝在車機(jī)上的行車記錄儀和與所述行車記錄儀通過串口或者其他接口進(jìn)行通信的慣性導(dǎo)航終端；

所述行車記錄儀，其用于將車機(jī)上的實(shí)時行車記錄參數(shù)信息傳送給所述慣性導(dǎo)航終端；

所述慣性導(dǎo)航終端，其用于接收行車記錄儀傳送的信息并根據(jù)該信息導(dǎo)航定位計算；

還包括客戶端，其用于接收所述慣性導(dǎo)航終端傳送的導(dǎo)航定位信息，并根據(jù)慣性導(dǎo)航終端上報的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車在停車場內(nèi)對應(yīng)車位的定位。

本發(fā)明還提供了一種車機(jī)和慣性導(dǎo)航結(jié)合的區(qū)域精確定位方法，其包括以下步驟：

S1、車機(jī)提供給慣性導(dǎo)航終端車輛相關(guān)的實(shí)時行車記錄參數(shù)信息，用以做慣性導(dǎo)航修正參數(shù)；

S2、慣性導(dǎo)航終端，根據(jù)自身的MEMS傳感器做姿態(tài)、航跡計算；

S3、慣性導(dǎo)航終端根據(jù)車機(jī)上報的實(shí)時行車記錄參數(shù)信息，結(jié)合自身的姿態(tài)、航跡計算，做航跡坐標(biāo)修正；

S4、客戶端根據(jù)慣性導(dǎo)航終端上報的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車在停車場內(nèi)對應(yīng)車位的定位。

進(jìn)一步地，所述步驟S2進(jìn)一步包括：

S21：慣性導(dǎo)航終端根據(jù)自身的MEMS傳感器，實(shí)時周期采集三軸加速度ax、ay、az，以及三軸陀螺值gx、gy、gz，并進(jìn)行初始數(shù)據(jù)處理；

S22：根據(jù)步驟S21采集處理后的三軸加速度數(shù)據(jù)ax、ay、az，以及三軸陀螺值gx、gy、gz，進(jìn)行慣性導(dǎo)航終端的姿態(tài)計算，以及相對原點(diǎn)的坐標(biāo)G1。

進(jìn)一步地，所述步驟S3進(jìn)一步包括：

S31：慣性導(dǎo)航終端根據(jù)車機(jī)上報的實(shí)時行車記錄參數(shù)信息，重新根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的位移坐標(biāo)積分周期，計算坐標(biāo)位置G2；

S32：慣性導(dǎo)航終端對兩種方法計算出來的G1和G2坐標(biāo)信息進(jìn)行比較；對于導(dǎo)航區(qū)域內(nèi)，近點(diǎn)區(qū)域的坐標(biāo)采用以慣性導(dǎo)航終端計算 的位移G1為準(zhǔn)；對于區(qū)域內(nèi)的遠(yuǎn)點(diǎn)，以車機(jī)上報參數(shù)做修正后的數(shù)據(jù)計算的G2坐標(biāo)信息為準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，所述步驟S4進(jìn)一步包括：

所述客戶端對所述慣性導(dǎo)航終端上報的定位坐標(biāo)信息進(jìn)行處理，比較在客戶端中存儲的經(jīng)CAD或其他GIS系統(tǒng)等所預(yù)先測量的停車場內(nèi)車位的實(shí)際的位置信息，實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)車輛對應(yīng)到車位的精確定位。

進(jìn)一步地，所述實(shí)時行車記錄參數(shù)信息包括車機(jī)上的里程、速度參數(shù)、精度參數(shù)和經(jīng)緯度信息。

進(jìn)一步地，在步驟S21中，進(jìn)行初始處理的數(shù)據(jù)包括濾波數(shù)據(jù)和防抖數(shù)據(jù)。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：

本發(fā)明通過車機(jī)提供參數(shù)，以及慣性導(dǎo)航終端自身的計算，兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)了在現(xiàn)實(shí)中大型停車場方圓幾公里范圍內(nèi)對車輛實(shí)現(xiàn)精確到車位的區(qū)域精確定位，能切實(shí)滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理示意圖；

圖2是本發(fā)明的流程示意圖；

圖3實(shí)施例中本發(fā)明的實(shí)際運(yùn)行示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1～2所示，一種車機(jī)和慣性導(dǎo)航結(jié)合的區(qū)域精確定位系統(tǒng)，其包括安裝在車機(jī)上的行車記錄儀和與所述行車記錄儀通過串口或其他接口進(jìn)行通信的慣性導(dǎo)航終端；

所述行車記錄儀，其用于將車機(jī)上的實(shí)時行車記錄參數(shù)信息傳送給所述慣性導(dǎo)航終端；

所述慣性導(dǎo)航終端，其用于接收行車記錄儀傳送的信息并根據(jù)該信息導(dǎo)航定位計算；

還包括客戶端，其用于接收所述慣性導(dǎo)航終端傳送的導(dǎo)航定位信息，并根據(jù)慣性導(dǎo)航終端上報的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車在停車場內(nèi)對應(yīng)車位的定位。

本發(fā)明還提供了一種車機(jī)和慣性導(dǎo)航結(jié)合的區(qū)域精確定位方法，其包括以下步驟：

S1、車機(jī)提供給慣性導(dǎo)航終端車輛相關(guān)的實(shí)時行車記錄參數(shù)信息，用以做慣性導(dǎo)航修正參數(shù)；

S2、慣性導(dǎo)航終端，根據(jù)自身的MEMS傳感器做姿態(tài)、航跡計算；

S3、慣性導(dǎo)航終端根據(jù)車機(jī)上報的實(shí)時行車記錄參數(shù)信息，結(jié)合自身的姿態(tài)、航跡計算，做航跡坐標(biāo)修正；

S4、客戶端根據(jù)慣性導(dǎo)航終端上報的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車在停車場內(nèi)對應(yīng)車位的定位。

其中，所述步驟S2進(jìn)一步包括：

S21：慣性導(dǎo)航終端根據(jù)自身的MEMS傳感器，實(shí)時周期采集三軸加速度ax、ay、az，以及三軸陀螺值gx、gy、gz，并進(jìn)行初始數(shù)據(jù)處理；

S22：根據(jù)步驟S21采集處理后的三軸加速度數(shù)據(jù)ax、ay、az，以及三軸陀螺值gx、gy、gz，進(jìn)行慣性導(dǎo)航終端的姿態(tài)計算，以及相對原點(diǎn)的坐標(biāo)G1。

其中，所述步驟S3進(jìn)一步包括：

S31：慣性導(dǎo)航終端根據(jù)車機(jī)上報的實(shí)時行車記錄參數(shù)信息，重新根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的位移坐標(biāo)積分周期，計算坐標(biāo)位置G2；

S32：慣性導(dǎo)航終端對兩種方法計算出來的G1和G2坐標(biāo)信息進(jìn)行比較；對于導(dǎo)航區(qū)域內(nèi)，近點(diǎn)區(qū)域的坐標(biāo)采用以慣性導(dǎo)航終端計算的位移G1為準(zhǔn)；對于區(qū)域內(nèi)的遠(yuǎn)點(diǎn)，以車機(jī)上報參數(shù)做修正后的數(shù)據(jù)計算的G2坐標(biāo)信息為準(zhǔn)。

其中，所述步驟S4進(jìn)一步包括：

所述客戶端對所述慣性導(dǎo)航終端上報的定位坐標(biāo)信息進(jìn)行處理，比較在客戶端中存儲的經(jīng)CAD或其他GIS系統(tǒng)等所預(yù)先測量的停車場內(nèi)車位的實(shí)際的位置信息，實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)車輛對應(yīng)到車位的精確 定位。

其中，所述實(shí)時行車記錄參數(shù)信息包括車機(jī)上的里程、速度參數(shù)、精度參數(shù)和經(jīng)緯度信息。

其中，在步驟S21中，進(jìn)行初始處理的數(shù)據(jù)包括濾波數(shù)據(jù)和防抖數(shù)據(jù)。

如圖3所示，在安裝了車機(jī)和慣性導(dǎo)航終端的大型卡車上，在車進(jìn)入布置了路由基站的信號覆蓋區(qū)域內(nèi)時，車載慣性導(dǎo)航終端會通過無線通信實(shí)現(xiàn)在運(yùn)維中心中客戶端的注冊，當(dāng)注冊過程完畢后，慣性導(dǎo)航終端實(shí)時上報定位信息，路由基站把定位信息上送到運(yùn)營維護(hù)中心，在客戶端做相應(yīng)處理后，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)精確到停車位的精確定位。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。