陀螺仪在车载ＧＰＳ导航中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种陀螺仪在车载ＧＰＳ导航中的应用，属于车载导航技术领域，本发明专利技术在现有车载ＧＰＳ导航系统基础上设置以微型震动传感器为核心的陀螺仪和ＣＰＵ，利用陀螺的惯性特性，在任意时刻都可输出连续的角度相对差值，在相关陀螺软件的支持下，再利用车身距离脉冲计算行走距离，在时间轴上的足够小的时间内，可以描述出汽车行走的轨迹。这样利用ＧＰＳ的长时间精确定位功能和陀螺的短时间精确定位功能，可以大大提高ＧＰＳ导航在汽车导航中的精确定位功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种陀螺仪在车载GPS导航中的应用，属于车载导航

技术介绍
随着GPS在民用导航、特别是在汽车导航中的应用，GPS导航系统在国民经济中的作用和地位越来越重要，但是，由于GPS接收模块易受天气、地形及其它环境因素影响，导致GPS在某一时间段内出现定位错误，进而造成GPS无法保证导航的连续性，影响了整个导航系统的实用性，使得一些要求具有较高定位精度和连续定位的场合无法使用GPS导航。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供陀螺仪在车载GPS导航中的应用，解决现有在GPS导航系统中，由于GPS接收模块易受天气、地形及其它环境因素影B向，导致GPS在某一时间段内出现定位错误，进而造成GPS无法保证导航的连续性的不足，通过本专利技术将陀螺仪应用在车载GPS导航中，利用GPS的长时间精确定位功能和陀螺的短时间精确定位功能，可以大大提高GPS导航在汽车导航中的精确定位功能。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，一种陀螺仪在车载GPS导航中的应用，包括车载GPS导航系统，其特征是，设置通过串行口与车载GPS导航系统连接的CPU，设置以微型震动传感器为核心的陀螺与AD转换器、温度传感器组成的陀螺仪，微型震动传感器输出的电压信号接AD转换器的信号输入端，AD转换器数字信号输出与温度传感器共用SPI总线接到与车载GPS连接的CPU上。CPU采用MCMX31LCVMN4C芯片。 微型震动传感器提供零点在2. 5V、实际电压0 5V输出，采样间隔用25ms。 微型震动传感器采用EWTS86芯片。 AD转换器采用LTC1860芯片。 温度传感器采用LM70芯片。 本专利技术在现有车载GPS导航系统基础上设置以微型震动传感器为核心的陀螺仪和CPU，利用陀螺的惯性特性，在任意时刻都可输出连续的角度相对差值，在相关陀螺软件的支持下，再利用车身距离脉冲计算行走距离，在时间轴上的足够小的时间内，可以描述出汽车行走的轨迹。这样利用GPS的长时间精确定位功能和陀螺的短时间精确定位功能，可以大大提高GPS导航在汽车导航中的精确定位功能。附图说明 图l为本专利技术电路框图； 图2为本专利技术中陀螺仪的电路原理具体实施例方式结合附图和实施例进一步说明本专利技术，如图1所示，本专利技术由车载GPS导航系统1，与车载GPS连接的CPU 2以及微型震动传感器3、AD转换器4、温度传感器5组成的陀螺仪和SPI总线构成；CPU采用MCMX31LCVMN4C芯片；如图2所示，陀螺仪中温度传感器5采用LM70芯片，微型震动传感器3采用EWTS86芯片，微型震动传感器3提供零点在2. 5V、实际电压0 5V输出，采样间隔用25ms。 AD转换器4采用LTC1860芯片；微型震动传感器3输出的电压信号接AD转换器4的信号输入端，AD转换器4的数字信号输出与温度传感器5共用SPI 6总线接到与车载GPS 1连接的CPU 2上。 1、积分，梯形，图形显示 当采样时间间隔(t〈m+l>-tm)足够小的时候，E sm趋向与电压实际曲线的积分面积，故陀螺仪的采样时间间隔采用25ms (40Hz)。当正向旋转360度时，记下此时的Sp =E sm，求出正向系数Kp = 360/Sp ;当反向旋转360度时，记下此时的Sn = E sm，求出反向系数Kn = 360/Sp。在实际运行时，用Kp或Kn乘电压变化即得角度的变化值，其与角度初始值的和即得陀螺仪当前角度。 2、软件实现 开辟一25ms的定时器，分别计算陀螺工作死区〈零点上限与下限，零点活动范围，零点曲线图〉，工作正向变比和反向变比。 3、考虑温度补偿 补偿原因，温度影响造成属性变化较大。 补偿算法 二次抛物线抽样算法Y = K1*X2+K2*X+K3 补偿环节 零点补偿〈零点电压、零点电压上限、零点电压下限> 正向补偿〈正向电压、正向系数〉 负向补偿〈负向电压、负向系数〉 三、陀螺仪与GPS导航软件之间信息的交互 由于在实际应用中，我们不可能将所有的陀螺属性都测量下来，这就要求陀螺仪软件具有自学习过程。这种自学习过程要求GPS导航软件能提供正确的行车轨迹。以下是GPS导航软件和陀螺仪的交互信息。 1、GPS可信，车速^ 30Km/h，连续输出GPS的方位角度。注意GPS信号强度处于临界状态时，判断条件要增强 A、较正系数导航软件输出方位角，两次角度差值在〔75度，105度〕之间时，较正陀螺仪系数； 首次使用时校正陀螺仪系数； 校正方法左右各转两周〈8*90度 >，即每次90度左右(在〔75度，105度〕之间即可)的角度转弯，左转弯八次，右转弯八次，此时角度可信度能在80%以上，以后用户转弯次数越多，校正系数的次数也越多，角度也就越可信。 B、校正角度GPS每次输出方位角度，陀螺仪都校正自身偏差。 2、无GPS信号，道路匹配，车速^ 30Km/h，6秒内陀螺仪输出角度累计差小于l度，4校正陀螺仪角度，校正后一分钟内不再校正。目的避免变道及转弯时修正陀螺仪角度。3、零点校正 A、车身静止时〈无距离脉冲 > :当连续1秒〈20>车身脉冲不发生变化时作车身静止的起始条件，此时取当前电压作零点及其上下限接下7秒若车身继续保持静止，则认为可以进行一次零点校正，该7秒中的前6秒参与统计〈200〉，第7秒〈20>不参与统计，如果车身继续静止，则不再作零点校正了，并作为当前的温度点的零点记录到SD卡中。 B、校正时考虑到车身自身停止时，发动机转动或电源噪声等其它抖动，将会出现陀螺仪实时电压震动较大现象，需要采取滤波〈均值X0. 005 = 12. 5mV〉来计算零点。 4、算法实现 (1)自动修正温度零点列表 温度范围《-50 =>>99》 开机判断参数文件是否存在 a、首次使用参数文件不存在零点采用当前电压，上下限《0.995，1.005》；系数采用20。 b、首次以后参数文件存在判断当前温度点的零点电压是否存在？不存在=零点采用当前电压。(2)自动修正正/反向系数 系数初始值默认为20 ;范围《15， 25》 每转弯一次，修正一次系数。 (3)计算正反向系数的可信度 OIdPereent = 0. 8即历史系数占80 % ，新系数占20 % Kn = 1—K〈n—l》0idPereent ;KO = 1 ;〃可信度计算〃1次=20%〃4次=59. 04%〃5次=67. 232%〃6次=73. 7856%〃7次=79. 0285%〃8次=83. 2228%〃10次==89. 2626%〃11次==91. 4101%〃20次==98. 8471%〃30次==99. 8762%〃40次==99. 9867%。权利要求一种陀螺仪在车载GPS导航中的应用，包括车载GPS导航系统，其特征是，设置通过串行口与车载GPS导航系统连接的CPU，设置以微型震动传感器为核心的陀螺与AD转换器、温度传感器组成的陀螺仪，微型震动传感器输出的电压信号接AD转换器的信号输入端，AD转换器数字信号输出与温度传感器共用SPI总线接到与车载GPS连接的CPU上。2. 根据权利要求1所述的陀螺仪在车载GPS导航中的应用，其特征是，CPU采用MC頂X31LCVMN4C芯片。3. 根据权利要求1所述的陀螺仪在车载GP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陀螺仪在车载ＧＰＳ导航中的应用，包括车载ＧＰＳ导航系统，其特征是，设置通过串行口与车载ＧＰＳ导航系统连接的ＣＰＵ，设置以微型震动传感器为核心的陀螺与ＡＤ转换器、温度传感器组成的陀螺仪，微型震动传感器输出的电压信号接ＡＤ转换器的信号输入端，ＡＤ转换器数字信号输出与温度传感器共用ＳＰＩ总线接到与车载ＧＰＳ连接的ＣＰＵ上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张振，
申请(专利权)人：江苏尚扬电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]