本發(fā)明涉及汽車定位系統(tǒng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，大多車輛的車載導(dǎo)航大多基于GNSS技術(shù)，GNSS的全稱是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System)，它是泛指所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，包括全球的、區(qū)域的和增強(qiáng)的，如美國的GPS、俄羅斯的Glonass、歐洲的Galileo、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以及相關(guān)的增強(qiáng)系統(tǒng)，如美國的WAAS(廣域增強(qiáng)系統(tǒng))、歐洲的EGNOS(歐洲靜地導(dǎo)航重疊系統(tǒng))和日本的MSAS(多功能運(yùn)輸衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng))等，還涵蓋在建和以后要建設(shè)的其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。國際GNSS系統(tǒng)是個(gè)多系統(tǒng)、多層面、多模式的復(fù)雜組合系統(tǒng)。

然而，人們在實(shí)際使用時(shí)發(fā)現(xiàn)了以下情況：一、隨著城市建設(shè)的發(fā)展，當(dāng)車輛在高樓、地庫、隧道等地行駛時(shí)，車輛將無法通過GNSS獲取出實(shí)際的垂直高度，即對樓層、隧道層等數(shù)據(jù)無法進(jìn)行精確判斷；二、隨著道路建設(shè)的發(fā)展，當(dāng)車輛處于無衛(wèi)星信號的地域行駛時(shí)，GNSS將處于失效狀態(tài)，從而使得導(dǎo)航無法獲取車輛的具體位置。

因而，當(dāng)車輛處于上述兩種情況時(shí)，一方面車載導(dǎo)航將無法正常工作，給人們的日常出行帶來了極大的不便；另一方面，一旦車輛大型停車場內(nèi)時(shí)，將給人們的找車、取車帶來極大的困擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對以上問題，提出了一種結(jié)構(gòu)精巧、工作步驟清晰且穩(wěn)定性好，可借用汽車原有系統(tǒng)，并進(jìn)行結(jié)合計(jì)算，從而對汽車進(jìn)行精確定位的汽車輔助定位系統(tǒng)及其工作方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：所述汽車包括GNSS模塊、ABS模塊和陀螺儀，所述ABS模塊包括速度傳感器，所述陀螺儀包括傾角測量傳感器方向傳感器，所述GNSS模塊包括衛(wèi)星信號接收器；

所述輔助定位系統(tǒng)包括計(jì)算中心和顯示模塊；

所述GNSS模塊、ABS模塊、陀螺儀均連接所述計(jì)算中心，所述計(jì)算中心用于接收GNSS模塊、ABS模塊、陀螺儀傳入的數(shù)據(jù)，并計(jì)算出車輛的實(shí)際位置；所述計(jì)算中心連接所述顯示模塊，所述顯示模塊用于顯示車輛的實(shí)際位置。

所述計(jì)算中心包括依次連接的數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接GNSS模塊、ABS模塊、陀螺儀傳入的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊用于計(jì)算車輛的實(shí)際位置，所述數(shù)據(jù)輸出模塊用于將車輛的實(shí)際位置傳入至顯示模塊中。

所述ABS模塊為四通道式ABS。

按以下步驟進(jìn)行工作：

1)、判斷汽車是否通電：是則進(jìn)入下一步，否則結(jié)束；

2)、判斷是否收到衛(wèi)星信號：是則進(jìn)入步驟3)，否則進(jìn)入步驟7)；

3)、水平定位：通過GNSS模塊獲取車輛當(dāng)前的經(jīng)度和緯度，并傳入計(jì)算中心中；

4)、高度定位：通過陀螺儀獲取車輛當(dāng)前的海拔，并傳入計(jì)算中心中；

5)、結(jié)合計(jì)算：通過計(jì)算中心結(jié)合車輛當(dāng)前的經(jīng)度、緯度、海拔與當(dāng)前所在建筑物的高度，推算出汽車所在的樓層；

6)、顯示：計(jì)算中心將汽車所在的樓層發(fā)送至顯示模塊進(jìn)行顯示；返回步驟1)；

7)、建立立體網(wǎng)格：通過計(jì)算中心以車輛位置為中心，建立立體網(wǎng)格；

8)、數(shù)據(jù)讀取：對車輛0.25s內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀??；

8.1)、讀取ABS數(shù)據(jù)：通過ABS模塊中的速度傳感器，測出汽車的平均速度V，并傳入計(jì)算中心中；

8.2)、讀取陀螺儀數(shù)據(jù)：通過陀螺儀測出汽車的轉(zhuǎn)角θ和汽車1s內(nèi)的垂直升降高度α，并傳入計(jì)算中心中；

9)、模擬運(yùn)算：以汽車為中心，對汽車當(dāng)層以及上下兩層進(jìn)行標(biāo)號，從上到下依次為A1～A25、B1～B25、C1～C25、D1～C25、E1～E25，其中單格的長寬為2m，高為1m，此時(shí)汽車位于C13中，車頭朝向C23；此后按表2對0.25s后的汽車位置進(jìn)行計(jì)算：

表2

所述表2中當(dāng)車輛左轉(zhuǎn)時(shí)θ為正、右轉(zhuǎn)時(shí)θ為負(fù)；這樣，當(dāng)θ＜-90°時(shí)θ為負(fù)大，-90°≤θ＜0°時(shí)θ為負(fù)小，0°＜θ≤90°時(shí)θ為正小，90°＜θ時(shí)θ為正大；

所述表2中當(dāng)車輛前進(jìn)時(shí)V為正、后退時(shí)V為負(fù)；這樣，當(dāng)V＜-25km/h時(shí)V為負(fù)大，-25km/h≤V＜0km/h時(shí)V為負(fù)小，0km/h＜V≤25km/h時(shí)V為正小，25km/h＜V時(shí)V為正大；

所述表2中當(dāng)車輛上升時(shí)α為正、下降時(shí)α為負(fù)；這樣，當(dāng)α＜-1m時(shí)α為負(fù)大，-1m≤α＜0m時(shí)α為負(fù)小，0m＜α≤1m時(shí)α為正小，1m＜α?xí)rα為正大；

10)、收取最后一次定位信息：通過GNSS模塊和陀螺儀，獲取出最后一次獲得衛(wèi)星信號時(shí)的經(jīng)度、緯度和海拔，并傳入計(jì)算中心；

11)、綜合計(jì)算：計(jì)算中心將步驟7)至步驟10)中傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合計(jì)算，并與當(dāng)前所在建筑物的高度結(jié)合，從而估算出汽車的位置和所在的樓層；

12)、顯示：計(jì)算中心將估算出的汽車的位置和所在的樓層發(fā)送至顯示模塊進(jìn)行顯示；返回步驟1)。

本發(fā)明使用時(shí)，可借用車輛現(xiàn)有的ABS模塊、陀螺儀、GNSS模塊讀取或測量出車輛的速度V、轉(zhuǎn)角θ、垂直升降高度α和定位信息，并通過計(jì)算中心的計(jì)算，精準(zhǔn)、有效的計(jì)算出車輛的實(shí)際位置以及所在的高度。從而使得原有導(dǎo)航顯示內(nèi)容更精確、豐富，并確保車載導(dǎo)航顯示無盲區(qū)，從整體上具有結(jié)構(gòu)精巧、工作步驟清晰且穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

具體來說：在衛(wèi)星信號正常的時(shí)候，1.可以通過衛(wèi)星信號來標(biāo)定車身信號計(jì)算的誤差，2.可以通過陀螺儀確定車輛的垂直升降高度以及海拔，特別是在大型商場、交通樞紐中心的立體停車場、山區(qū)的盤山公路、城市的立交橋能定位出車輛所處的實(shí)際樓層。

當(dāng)不能有效接收到衛(wèi)星信號的時(shí)候，可通過模擬運(yùn)算估算出車輛的實(shí)際位置，從而在無衛(wèi)星信號覆蓋的大型停車場中對車輛進(jìn)行精確的定位，再結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中車輛與手機(jī)、鑰匙的互聯(lián)系統(tǒng)，將車輛的實(shí)際位置發(fā)送至手機(jī)或鑰匙上，即有效解決了人們?nèi)≤囯y、找車難的問題。

附圖說明

圖1是本案的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2是本案的工作流程圖，

圖3是本案模擬運(yùn)算時(shí)對汽車當(dāng)層以及上下兩層進(jìn)行標(biāo)號的立體網(wǎng)格圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明如圖1-3所示，所述汽車包括GNSS模塊、ABS模塊和陀螺儀，所述ABS模塊包括速度傳感器，所述陀螺儀包括傾角測量傳感器方向傳感器，所述GNSS模塊包括衛(wèi)星信號接收器；其特征在于，

所述輔助定位系統(tǒng)包括計(jì)算中心和顯示模塊(可在車內(nèi)安裝一額外的顯示模塊，也可借用車載導(dǎo)航的顯示模塊)；

所述GNSS模塊、ABS模塊、陀螺儀均連接所述計(jì)算中心，所述計(jì)算中心用于接收GNSS模塊、ABS模塊、陀螺儀傳入的數(shù)據(jù)，并計(jì)算出車輛的實(shí)際位置；所述計(jì)算中心連接所述顯示模塊，所述顯示模塊用于顯示車輛的實(shí)際位置。

本發(fā)明使用時(shí)，可借用車輛現(xiàn)有的ABS模塊、陀螺儀、GNSS模塊讀取或測量出車輛的速度V、轉(zhuǎn)角θ、垂直升降高度α和定位信息，并通過計(jì)算中心的計(jì)算，精準(zhǔn)、有效的計(jì)算出車輛的實(shí)際位置以及所在的高度。從而使得原有導(dǎo)航顯示內(nèi)容更精確、豐富，并確保車載導(dǎo)航顯示無盲區(qū)，從整體上具有結(jié)構(gòu)精巧、工作步驟清晰且穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

所述計(jì)算中心包括依次連接的數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接GNSS模塊、ABS模塊、陀螺儀傳入的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊用于計(jì)算車輛的實(shí)際位置，所述數(shù)據(jù)輸出模塊用于將車輛的實(shí)際位置傳入至顯示模塊中。

所述ABS模塊為四通道式ABS。ABS的全稱是制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(antilock brake system)。作用就是在汽車制動(dòng)時(shí)，自動(dòng)控制制動(dòng)器制動(dòng)力的大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑(滑移率在20％左右)的狀態(tài)，以保證車輪與地面的附著力在最大值。

其中，四通道ABS有四個(gè)輪速傳感器，在通往四個(gè)車輪制動(dòng)分泵的管路中，各設(shè)一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器裝置，進(jìn)行獨(dú)立控制，構(gòu)成四通道控制形式。

按以下步驟進(jìn)行工作：

1)、判斷汽車是否通電：是則進(jìn)入下一步，否則結(jié)束；

2)、判斷是否收到衛(wèi)星信號：是則進(jìn)入步驟3)，否則進(jìn)入步驟7)；

3)、水平定位：通過GNSS模塊獲取車輛當(dāng)前的經(jīng)度和緯度，并傳入計(jì)算中心中；

4)、高度定位：通過陀螺儀獲取車輛當(dāng)前的海拔，并傳入計(jì)算中心中；

5)、結(jié)合計(jì)算：通過計(jì)算中心結(jié)合車輛當(dāng)前的經(jīng)度、緯度、海拔與當(dāng)前所在建筑物的高度，推算出汽車所在的樓層；

6)、顯示：計(jì)算中心將汽車所在的樓層發(fā)送至顯示模塊進(jìn)行顯示；返回步驟1)；

7)、建立立體網(wǎng)格：通過計(jì)算中心以車輛位置為中心，建立立體網(wǎng)格；

8)、數(shù)據(jù)讀取：對車輛0.25s內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀??；

8.1)、讀取ABS數(shù)據(jù)：通過ABS模塊中的速度傳感器，測出汽車的平均速度V，并傳入計(jì)算中心中；

8.2)、讀取陀螺儀數(shù)據(jù)：通過陀螺儀測出汽車的轉(zhuǎn)角θ和汽車1s內(nèi)的垂直升降高度α，并傳入計(jì)算中心中；

9)、模擬運(yùn)算：如圖3所示，以汽車為中心，對汽車當(dāng)層以及上下兩層進(jìn)行標(biāo)號，從上到下依次為A1～A25、B1～B25、C1～C25、D1～C25、E1～E25，其中單格的長寬為2m，高為1m，此時(shí)汽車位于C13中，車頭朝向C23；此后按表3對0.25s后的汽車位置進(jìn)行計(jì)算：

表3

所述表3中當(dāng)車輛左轉(zhuǎn)時(shí)θ為正、右轉(zhuǎn)時(shí)θ為負(fù)；這樣，當(dāng)θ＜-90°時(shí)θ為負(fù)大，-90°≤θ＜0°時(shí)θ為負(fù)小，0°＜θ≤90°時(shí)θ為正小，90°＜θ時(shí)θ為正大；

所述表3中當(dāng)車輛前進(jìn)時(shí)V為正、后退時(shí)V為負(fù)；這樣，當(dāng)V＜-25km/h時(shí)V為負(fù)大，-25km/h≤V＜0km/h時(shí)V為負(fù)小，0km/h＜V≤25km/h時(shí)V為正小，25km/h＜V時(shí)V為正大；

所述表3中當(dāng)車輛上升時(shí)α為正、下降時(shí)α為負(fù)；這樣，當(dāng)α＜-1m時(shí)α為負(fù)大，-1m≤α＜0m時(shí)α為負(fù)小，0m＜α≤1m時(shí)α為正小，1m＜α?xí)rα為正大；

10)、收取最后一次定位信息：通過GNSS模塊和陀螺儀，獲取出最后一次獲得衛(wèi)星信號時(shí)的經(jīng)度、緯度和海拔，并傳入計(jì)算中心；

11)、綜合計(jì)算：計(jì)算中心將步驟7)至步驟10)中傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合計(jì)算，并與當(dāng)前所在建筑物的高度結(jié)合，從而估算出汽車的位置和所在的樓層；

12)、顯示：計(jì)算中心將估算出的汽車的位置和所在的樓層發(fā)送至顯示模塊進(jìn)行顯示；返回步驟1)。

本發(fā)明在使用過程中一方面如步驟3)-步驟6)所示，可通過水平定位、高度定位以及結(jié)合運(yùn)算在車輛進(jìn)入高樓、地庫、隧道等地時(shí)，精確測出車輛的海拔，從而推算出車輛所在的樓層，進(jìn)而最終與由衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)換而來的實(shí)際位置相結(jié)合，通過顯示模塊顯示給用戶。

另一方面如步驟7)-步驟12)所示，在車輛處于無衛(wèi)星信號的地域時(shí)，可每0.25秒一次對車輛的實(shí)際位置進(jìn)行模擬運(yùn)算，從而最終通過顯示模塊將車輛的實(shí)際位置顯示給用戶。這樣，在人們將車停入無衛(wèi)星信號覆蓋的大型停車場后，可結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中車輛與手機(jī)、鑰匙的互聯(lián)系統(tǒng)，將車輛的實(shí)際位置發(fā)送至手機(jī)或鑰匙上，有效解決了人們?nèi)≤囯y、找車難的問題。。

從整體上起到了使原有導(dǎo)航顯示內(nèi)容更精確、豐富，以及確保車載導(dǎo)航可持續(xù)顯示且無盲區(qū)的特點(diǎn)，給人們的正常出行帶來了極大的保障，并由于定位精確度的提升，給找車、取車以及道路救援工作帶來了極大的便利。