本實(shí)用新型涉及無(wú)人車導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，汽車已經(jīng)逐步進(jìn)入中國(guó)普通百姓家庭。汽車的普及和汽車保有量的不斷的提高更加凸顯了日益惡化的交通擁堵和環(huán)境污染等問(wèn)題，且交通安全事故所造成的人們生命財(cái)產(chǎn)安全損失居高不下。而隨著計(jì)算機(jī)、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人智能汽車技術(shù)和系統(tǒng)也逐漸成熟。無(wú)人自動(dòng)駕駛技術(shù)的迅速發(fā)展將給汽車工業(yè)帶來(lái)新的變革和機(jī)會(huì)。

無(wú)人智能駕駛，是指通過(guò)給車輛裝備智能軟件和多種感應(yīng)設(shè)備，包括車載激光測(cè)距傳感器，微波雷達(dá)、GPS以及攝像頭等，實(shí)現(xiàn)車輛的自主安全駕駛，安全高效地到達(dá)目的地并達(dá)到完全消除交通事故。而無(wú)人車的自主定位技術(shù)一直是無(wú)人車智能駕駛系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵和核心技術(shù)。

目前的常見(jiàn)定位方式之一主要采用GPS衛(wèi)星定位。就GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)而言，在高樓、隧道、橋洞、樹(shù)林等環(huán)境下由于GPS衛(wèi)星信號(hào)受到遮擋以及復(fù)雜環(huán)境的多徑效應(yīng)的影響和干擾，定位系統(tǒng)不穩(wěn)定，定位誤差大，而且單臺(tái)GPS無(wú)法提供無(wú)人智能駕駛系統(tǒng)所需的車輛航向角信息。而慣性定位系統(tǒng)和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)具有良好的信息互補(bǔ)性。因此，如何選擇性價(jià)比高的慣性傳感器，如何通過(guò)融合慣性傳感器信息和GPS定位結(jié)果從而獲得準(zhǔn)確的車輛位姿信息是實(shí)際無(wú)人車智能駕駛系統(tǒng)研發(fā)中有待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，基于雙自重適應(yīng)聯(lián)邦濾波多傳感器信息融合算法，提供一種基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供了一種基于GPS衛(wèi)星和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)，包括融合與控制系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航模塊、慣性傳感器和遠(yuǎn)程控制中心；其中，所述融合與控制系統(tǒng)包括導(dǎo)航信息處理模塊和車載控制中心，所述導(dǎo)航信息處理模塊分別與GPS導(dǎo)航模塊和慣性傳感器連接，所述車載控制中心分別與所述遠(yuǎn)程控制中心、導(dǎo)航控制模塊和應(yīng)急響應(yīng)模塊連接，所述應(yīng)急響應(yīng)模塊與無(wú)人車的制動(dòng)控制系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步地，在所述基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，所述慣性傳感器包括光纖陀螺儀和三維加速傳感器。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，所述光纖陀螺儀采用陜西航天長(zhǎng)城科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為TRS-500的小尺寸三軸閉環(huán)光纖陀螺儀。

更進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，所述加速度傳感器為三軸加速度傳感器。

進(jìn)一步地，在所述基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，所述車載控制中心通過(guò)GPRS模塊與所述遠(yuǎn)程控制中心連接。

進(jìn)一步地，在所述基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，所述GPS導(dǎo)航模塊與所述導(dǎo)航信息處理模塊采用串行方式通信。

進(jìn)一步地，在所述基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，該無(wú)人車定位系統(tǒng)還包括一智能手機(jī)，所述智能手機(jī)通過(guò)WIFI模塊與所述車載控制中心連接。

進(jìn)一步地，在所述基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，還包括與所述車載控制中心連接的報(bào)警器。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

本實(shí)用新型的基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)，通過(guò)GPS定位技術(shù)和慣性傳感器融合實(shí)現(xiàn)無(wú)人車實(shí)時(shí)、穩(wěn)定、高精度定位；通過(guò)慣性導(dǎo)航模塊，可以糾正GPS定位模塊信號(hào)在受到干擾的情況下出現(xiàn)“飛點(diǎn)”的現(xiàn)象，同時(shí)，在沒(méi)有定位模塊信號(hào)或是定位模塊信號(hào)較弱的情況下也可以在一定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)保持車輛的正確運(yùn)動(dòng)軌跡；以及通過(guò)設(shè)有的應(yīng)急響應(yīng)模塊，在發(fā)生異常狀況時(shí)一方面可以及時(shí)發(fā)出報(bào)警，另一方面可在第一時(shí)間采取應(yīng)對(duì)措施，如緊急制動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)，包括融合與控制系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航模塊、慣性傳感器和遠(yuǎn)程控制中心；其中，融合與控制系統(tǒng)包括導(dǎo)航信息處理模塊和車載控制中心，導(dǎo)航信息處理模塊分別與GPS導(dǎo)航模塊和慣性傳感器連接，車載控制中心分別與遠(yuǎn)程控制中心、導(dǎo)航控制模塊和應(yīng)急響應(yīng)模塊連接，應(yīng)急響應(yīng)模塊與無(wú)人車的制動(dòng)控制系統(tǒng)連接。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在該基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，慣性傳感器包括光纖陀螺儀和三維加速傳感器，用于測(cè)量無(wú)人車的空間位置。光纖陀螺儀采用陜西航天長(zhǎng)城科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為TRS-500的小尺寸三軸閉環(huán)光纖陀螺儀，加速度傳感器為三軸加速度傳感器。利用三軸加速度傳感器和光纖陀螺儀，通過(guò)測(cè)量無(wú)人車的加速度和角速度來(lái)實(shí)現(xiàn)自助式導(dǎo)航，彌補(bǔ)了GPS定位的不足。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在該基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，車載控制中心通過(guò)GPRS模塊與遠(yuǎn)程控制中心連接，GPRS模塊為車載控制中心提供遠(yuǎn)距離無(wú)線通信能力，GPRS模塊將車載控制中心內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程控制中心端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。此外，而且GPS導(dǎo)航模塊與導(dǎo)航信息處理模塊采用串行方式通信。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在該基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，該無(wú)人車定位系統(tǒng)還包括一智能手機(jī)，智能手機(jī)通過(guò)WIFI模塊與車載控制中心連接。WIFI模塊與車載控制中心相連，WIFI模塊為車載控制中心提供近距離無(wú)線通信能力。利用WIFI模塊實(shí)現(xiàn)車內(nèi)WIFI網(wǎng)絡(luò)的通信，車載控制中心處理結(jié)果通過(guò)WIFI模塊傳遞至智能手機(jī)端進(jìn)行顯示。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在該該基于GPS和慣性傳感器融合的無(wú)人車定位系統(tǒng)中，還包括與車載控制中心連接的報(bào)警器，在發(fā)生異常狀況時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警，以在第一時(shí)間通過(guò)無(wú)人車制動(dòng)控制系統(tǒng)采用針制動(dòng)應(yīng)對(duì)措施，避免災(zāi)害的進(jìn)一步擴(kuò)大。

以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該實(shí)用進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。