專利名稱：用于定位車輛的設(shè)備及生成車輛位置信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于定位車輛(例如汽車)的定位設(shè)備，以及借助定位設(shè)備生成這樣的車輛的位置數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中已知很多種裝配有集成了衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的機(jī)動車輛，這些導(dǎo)航系統(tǒng)利用GPS (全球定位系統(tǒng))或SPS接收機(jī)，與同樣集成在車輛中的、提供有關(guān)陀螺儀方向、車速、加速度、取向等測距法數(shù)據(jù)的航位推測導(dǎo)航傳感器協(xié)作。然而，這種集成的導(dǎo)航系統(tǒng)甚至至今仍然在新車購買期間表現(xiàn)出高昂的額外費用。現(xiàn)有技術(shù)中還已知一種生成車輛位置數(shù)據(jù)的方法(具體來自文獻(xiàn)DE 197 17 829A1和DE 199 45 694A1中)，并且還已知一種行進(jìn)方向(heading)預(yù)測方法(具體來自文獻(xiàn)DE 10 2005 002 719A1)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)的各種缺陷，并具體提供一種具有定位設(shè)備且實現(xiàn)用于生成位置數(shù)據(jù)的方法的車輛，其中所述方法能夠在需要最少努力和最低附加費用的情況下生成可靠精確的位置數(shù)據(jù)。為此，本發(fā) 明的第一方面涉及一種用于定位車輛的定位設(shè)備，該定位設(shè)備包括或關(guān)聯(lián)于衛(wèi)星定位位置接口，該定位設(shè)備包括或關(guān)聯(lián)于航位推測位置模塊，該衛(wèi)星定位位置接口和航位推測位置模塊使得定位設(shè)備能夠生成車輛位置數(shù)據(jù)，在車輛被檢測到位于衛(wèi)星信號接收條件差的區(qū)域中時經(jīng)由航位推測位置模塊生成所述車輛的位置數(shù)據(jù)，并且在車輛被檢測到位于衛(wèi)星信號接收條件好的廣闊區(qū)域中時對航位推測位置模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。將這種定位設(shè)備集成在車輛中有利地提供了利用航位推測模塊的標(biāo)準(zhǔn)傳感器來可靠地生成車輛位置數(shù)據(jù)。根據(jù)一個有利實施例，定位設(shè)備包括或關(guān)聯(lián)于用于將車輛的位置數(shù)據(jù)發(fā)送至緊急呼叫中心的移動通信接口。這種移動通信接口的存在提供了實現(xiàn)“緊急呼叫”的特征，例如eCall或eCALL。eCALL是由歐洲委員會創(chuàng)建，其旨在引入基于公共服務(wù)的全歐洲自動緊急呼叫系統(tǒng)，從而使得無論車輛乘客是否清醒且車輛位于歐盟的任何國家，陷于事故中的車輛均能夠立即呼叫緊急服務(wù)，同時發(fā)送其精確方位(或車輛位置)。具體來說，該系統(tǒng)可以基于單個歐洲緊急號碼(112)，并且允許緊急服務(wù)能夠以與事故嚴(yán)重性和涉及車輛類型相適應(yīng)的方式且更快地來介入，從而減小由于道路交通事故導(dǎo)致的死亡率和受傷嚴(yán)重性。移動通信接口具體包括SIM (用戶標(biāo)識模塊)卡，并且具體利用號碼112呼叫緊急呼叫中心。在歐洲之外還存在其它服務(wù)，例如在美國和加拿大的911呼叫。當(dāng)車輛目擊到其未涉及的事故時，根據(jù)本發(fā)明的有利變型可以人工啟動緊急呼口4。此外，可優(yōu)選的是，隨后在緊急呼叫中心的操作人員與車輛之間建立語音呼叫，以便乘客能夠傳達(dá)情況細(xì)節(jié)(如果他們有能力這樣做的話)。同時，緊急呼叫中心操作人員接收最小的數(shù)據(jù)組，所述數(shù)據(jù)組具體包括車輛位置，即車輛方位。這種位置數(shù)據(jù)直接來自定位設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，通過應(yīng)用卡爾曼濾波器來對航位推測位置模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。這使得定位設(shè)備能夠更為可靠地生成位置數(shù)據(jù)，并減少在衛(wèi)星信號無法用于衛(wèi)星定位時的位置或定位誤差。一般而言，由于與車輛相關(guān)聯(lián)并用于執(zhí)行航位推測位置的傳感器產(chǎn)生包含了誤差的測量信號或測量值，因此在沒有接收衛(wèi)星信號的時段或車輛在未能從衛(wèi)星接收到信號的情況下所行駛的距離較長時，僅僅基于航位推測位置或定位來對車輛進(jìn)行定位會逐漸積聚很大的誤差。通過使用多種不同的與車輛相關(guān)聯(lián)的傳感器，能夠減少位置誤差，使得能夠可靠生成位置數(shù)據(jù)，具體為通過使用卡爾曼濾波器。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，定位設(shè)備將來自航位推測位置模塊的數(shù)據(jù)與來自衛(wèi)星定位位置接口的數(shù)據(jù)相結(jié)合。借助定位設(shè)備的這種實施方式，有利的是根據(jù)本發(fā)明能夠改善借助該定位設(shè)備生成的位置數(shù)據(jù)的精度。具體來說，借助來自測距法傳感器(即與航位推測位置模塊相關(guān)聯(lián)的傳感器)的數(shù)據(jù)與經(jīng)由衛(wèi)星定位位置接口獲取的數(shù)據(jù)的結(jié)合，能夠獲得非常精確且針對環(huán)境影響具有魯棒性的車輛方位數(shù)據(jù)。借助車輛方位數(shù)據(jù)的冗余性確定，甚至在檢測單元之一(例如衛(wèi)星定位位置接口)因衛(wèi)星信號接收條件差而暫時不能獲取數(shù)據(jù)的情況下也能夠確定該數(shù)據(jù)。因此，利用本發(fā)明例如能夠經(jīng)由航位推測位置模塊(即，使用測距法數(shù)據(jù))確定多層停車場內(nèi)或隧道內(nèi)(在衛(wèi)星信號的接收通常出現(xiàn)中斷時)車輛的方位。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法不受車輛環(huán)境的干擾，并且提供對車輛的持久追蹤。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選變型，移動通信接口被提供成以預(yù)定時間間隔自動發(fā)送位置數(shù)據(jù)或者接收查詢數(shù)據(jù)以發(fā)送位置數(shù)據(jù)。

借助本發(fā)明的這種實施方式，有利的是能夠?qū)崿F(xiàn)被盜車輛追蹤(SVT)服務(wù)。由于在車輛的定位設(shè)備中知曉車輛方位，因此當(dāng)向車輛發(fā)送查詢信號或查詢數(shù)據(jù)，同時移動通信接口能夠接收該查詢數(shù)據(jù)(或查詢信號)以便隨后發(fā)送車輛位置數(shù)據(jù)時，該位置數(shù)據(jù)可以被保存，甚至是遠(yuǎn)程保存。在本發(fā)明的替換實施例中，位置數(shù)據(jù)能夠在預(yù)定時間間隔之后，即每隔24或36小時(至少在該時段期間內(nèi)已檢測到車輛運動時)自動發(fā)送，由移動通信接口發(fā)送信號以便發(fā)送車輛位置數(shù)據(jù)。同樣地，能夠在車輛已停下且隨后在車輛未行駛時至少每隔24或36小時自動發(fā)送車輛位置數(shù)據(jù)。本發(fā)明的另一方面涉及一種用于借助定位設(shè)備生成車輛位置數(shù)據(jù)的方法，該定位設(shè)備包括或關(guān)聯(lián)于衛(wèi)星定位位置接口，該定位設(shè)備包括或關(guān)聯(lián)于航位推測位置模塊，該衛(wèi)星定位位置接口和航位推測位置模塊使得定位設(shè)備能夠生成車輛的位置數(shù)據(jù)，其中當(dāng)車輛被檢測到處于衛(wèi)星信號接收條件差的區(qū)域中時經(jīng)由航位推測位置模塊生成車輛的位置數(shù)據(jù)，并且在車輛被檢測到處于衛(wèi)星信號接收條件好的廣闊區(qū)域中時對航位推測位置模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。借助本發(fā)明的這種實施方式，有利的是能夠在歸功于幾乎連續(xù)的校準(zhǔn)步驟而減小的位置誤差或定位誤差的情況下確定車輛的位置(或者車輛的方位)，該幾乎連續(xù)的校準(zhǔn)步驟提供了利用航位推測位置模塊的傳感器獲得與其實際方位具有較小偏差的車輛方位。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變型，定位設(shè)備包括或關(guān)聯(lián)于移動通信接口，并且，根據(jù)命令信號，車輛的位置數(shù)據(jù)被發(fā)送到緊急呼叫中心。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選變型，以預(yù)定時間間隔或者根據(jù)由移動通信接口接收的查詢數(shù)據(jù)的接收自動發(fā)送車輛的位置數(shù)據(jù)。


在閱讀本發(fā)明實施例的以下詳細(xì)描述之后，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得更為明顯，其中所述實施例是以非限制性且通過附圖所示的示例的方式給出，在附圖中:圖1示意性示出車輛事故之后的報警進(jìn)程，其中車輛裝配有移動通信接口，具體為eCall系統(tǒng)；圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明的定位設(shè)備的框圖；圖3示意性示出具有定位設(shè)備的車輛，該定位設(shè)備對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的第一實施例；圖4示意性示出具有定位設(shè)備的車輛，該定位設(shè)備對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的第二實施例；圖5示意性示出具有定位設(shè)備的車輛，該定位設(shè)備對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的第三實施例；圖6示意性示出與根據(jù)本發(fā) 明的用于生成車輛位置數(shù)據(jù)的方法相對應(yīng)的流程圖；圖7示意性示出通過衛(wèi)星定位位置接口和/或從航位推測位置模塊獲取的數(shù)據(jù)(GPS數(shù)據(jù)和/或測距法數(shù)據(jù)，具體為ABS (防抱死制動系統(tǒng))數(shù)據(jù))的采集和格式化的圖表；圖8示意性示出用于通過衛(wèi)星定位位置接口和/或從航位推測位置模塊獲取的數(shù)據(jù)(GPS數(shù)據(jù)和/或測距法數(shù)據(jù)，具體為ABS (防抱死制動系統(tǒng))數(shù)據(jù))的校準(zhǔn)的流程圖；圖9示意性示出通過卡爾曼(Kalman)濾波法處理數(shù)據(jù)的流程圖，具體以后輪數(shù)據(jù)(具體為車輛后輪的直徑或半徑)為示例；圖10和圖11示意性示出基于迭代的濾波結(jié)果演變；圖12示意性示出了車輛位置數(shù)據(jù)生成的流程圖；圖13示意性示出生成車輛位置數(shù)據(jù)的流程圖，其中所述車輛位置數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星定位位置接口和/或從航位推測位置模塊獲得(GPS數(shù)據(jù)和/或測距法數(shù)據(jù))；圖14示意性示出由衛(wèi)星定位位置接口獲取的信號的信噪比隨著時間而變化；以及圖15示意性示出根據(jù)本發(fā)明的定位設(shè)備(借助馬路繪圖)的應(yīng)用示例的視圖。在附圖中，不同圖中的匹配部件具有相同的附圖標(biāo)記。
具體實施例方式在圖1中，示意性示出車輛事故之后的報警進(jìn)程。該車輛裝配有移動通信接口，具體為eCall系統(tǒng)。在第一步驟中，在車輛發(fā)生事故之后發(fā)送報警信號。通信接口尤其構(gòu)成移動通信網(wǎng)絡(luò)的一部分。尤其經(jīng)由傳感器(具體為傳感器(未示出)，尤其是例如用于觸發(fā)車輛內(nèi)氣囊的加速度傳感器)檢測到該事故?？商鎿Q地，報警信號也可以通過車輛用戶的人工相互作用來觸發(fā)，具體是在存在醫(yī)療緊急狀況時。
在第二步驟中，通過車輛中的導(dǎo)航系統(tǒng)(具體為定位設(shè)備)檢測有關(guān)車輛方位的數(shù)據(jù)，該導(dǎo)航系統(tǒng)尤其具有衛(wèi)星定位位置接口。在下文中，衛(wèi)星定位位置接口也稱做衛(wèi)星傳感器或GPS傳感器。為了獲得車輛的正確位置(即，更精確的位置)，通過航位推測車輛位置法來連續(xù)確定車輛方位數(shù)據(jù)。為此，本發(fā)明將來自各種傳感器的數(shù)據(jù)或信號合并，以便獲得車輛方位。GPS傳感器構(gòu)成這些傳感器的一部分。所確定的車輛方位然后被發(fā)送到附近的緊急呼叫中心。還可以發(fā)送其它信息，具體為事故性質(zhì)、事故是否嚴(yán)重等。在第三步驟中，緊急呼叫中心試圖與車輛乘客進(jìn)行聯(lián)系。同時，在第四步驟中呼叫緊急服務(wù)，同時將車輛方位數(shù)據(jù)發(fā)送給緊急服務(wù)。越準(zhǔn)確地知曉車輛方位，就能夠更好地執(zhí)行救援。為此，連續(xù)且不受車輛環(huán)境影響地獲知車輛方位是有利的。此外，在高精度的方位下獲知車輛方位是至關(guān)重要的。這可以利用根據(jù)本發(fā)明的定位設(shè)備及方法來實現(xiàn)。在圖2中，示意性示出根據(jù)本發(fā)明的定位設(shè)備I的框圖。定位設(shè)備I包括(或關(guān)聯(lián)于)衛(wèi)星定位位置接口 1.2 (也稱做GPS傳感器或衛(wèi)星傳感器)。此外，定位設(shè)備I包括(或關(guān)聯(lián)于)航位推測位置模塊1.1。因此，將來自至少兩個傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并以獲得(或生成)車輛的位置數(shù)據(jù)。在所示示例中，該數(shù)據(jù)來自測距法傳感器(集成在航位推測位置模塊1.1中)和GPS傳感器(集成在衛(wèi)星定位位置接口 1.2中)。利用測距法傳感器1.1，可以基于測距法數(shù)據(jù)可靠地獲得車輛方位(或位置數(shù)據(jù))。利用衛(wèi)星定位位置接口 1.2，可以基于衛(wèi)星信號可靠地獲得車輛方位(或位置數(shù)據(jù))。當(dāng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收中斷時(具體為當(dāng)車輛處于隧道中時)，無法確定車輛位置數(shù)據(jù)。通過來自航位推測位置模塊1.1 (具體為測距法傳感器)的數(shù)據(jù)和來自衛(wèi)星定位位置接口 1.2的數(shù)據(jù)的結(jié)合，即使是在無法接收到衛(wèi)星信號的情況下，根據(jù)本發(fā)明也仍然能夠精確確定車輛方位。由于根據(jù)本發(fā)明能夠高精度地確定車輛位置數(shù)據(jù)，因此能夠在減小硬件成本的同時高精度地獲得車輛方位。由于使用多個不同的數(shù)據(jù)源(冗余的)來獲得車輛方位，因此能夠減少所用傳感器的誤差的影響，該誤差具體為(航位推測位置模塊1.1中的)測距法傳感器誤差。在圖3中，示意性示出具有定位設(shè)備I的車輛F。圖3中所示的定位設(shè)備I對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的第一實施例?！じ鶕?jù)第一實施例，定位設(shè)備I包括陀螺儀1.3，在車輛F運動時能夠通過該陀螺儀1.3檢測車輛F行進(jìn)方向的變化。由陀螺儀1.3獲取的數(shù)據(jù)被發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器1.4。模數(shù)轉(zhuǎn)換器1.4將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以便后續(xù)處理。數(shù)字信號隨后被通信至處理模塊
1.5，具體為微處理器。此外，來自里程表1.6的信號也被通信至處理模塊1.5。這些信號對應(yīng)于例如來自車輛F的車輪Rl至R4的信號。來自車輛F的車輪Rl至R4的這些信號例如來自車輛F的防抱死制動系統(tǒng)1.7，在圖5中示出了該防抱死制動系統(tǒng)。此外，來自衛(wèi)星定位位置接口 1.2 (具體為來自衛(wèi)星傳感器或GPS傳感器)的信號也被通信至處理模塊1.5。借助處理模塊1.5，能夠?qū)碜愿鱾€傳感器的數(shù)據(jù)結(jié)合，并且能夠確定車輛位置數(shù)據(jù)。定位設(shè)備I的根據(jù)圖3的第一實施例運行非常好，并且特別是獨立于數(shù)據(jù)總線，例如CAN (控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))型數(shù)據(jù)總線。因此，根據(jù)定位設(shè)備I的第一實施例的方案適于改進(jìn)到車輛F中。在圖4中，示意性示出具有定位設(shè)備I的車輛F。圖4中所示的定位設(shè)備I對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的第二實施例。根據(jù)第二實施例(且不同于圖3所示的第一實施例)，定位設(shè)備I不包括陀螺儀1.3而是包括羅盤1.8，在車輛F運動時能夠通過羅盤1.8來檢測車輛F行進(jìn)方向的變化。羅盤1.8獲取的數(shù)據(jù)被發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器1.4。模數(shù)轉(zhuǎn)換器1.4將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以便后續(xù)處理。數(shù)字信號隨后被通信至處理模塊1.5，具體為微處理器。此外，來自里程表
1.6的信號也被通信至處理模塊1.5。這些信號對應(yīng)于例如來自車輛F的車輪Rl至R4的信號。來自車輛F的車輪Rl至R4的這些信號例如來自車輛F的防抱死制動系統(tǒng)1.7，在圖5中示出了該防抱死制動系統(tǒng)。此外，來自衛(wèi)星定位位置接口 1.2 (具體為來自衛(wèi)星傳感器或GPS傳感器)的信號也被通信至處理模塊1.5。借助處理模塊1.5，能夠?qū)碜愿鱾€傳感器的數(shù)據(jù)結(jié)合，并且能夠確定車輛位置數(shù)據(jù)。定位設(shè)備I的根據(jù)圖4的第二實施例也運行得非常好，且特別是獨立于數(shù)據(jù)總線，例如CAN (控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))型數(shù)據(jù)總線。因此，根據(jù)定位設(shè)備I的第二實施例的方案適于改進(jìn)到車輛F中。在圖5中，示意性示出具有定位設(shè)備I的車輛F。圖5中所示的定位設(shè)備I對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的第三實施例。根據(jù)定位設(shè)備的第三實施例，來自衛(wèi)星定位位置接口 1.2 (具體為衛(wèi)星傳感器或GPS傳感器)的信號被通信至處理模塊1.5。處理模塊1.5還連接至控制模塊1.9或者與用于數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)1.10 (具體為車輛F的CAN (控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))型數(shù)據(jù)總線)的控制單元相連接。與后輪R3、R4的速度有關(guān)的數(shù)據(jù)被分別通信至處理模塊1.5。該數(shù)據(jù)尤其經(jīng)由車輛F的防抱死制動系統(tǒng)1.7來生成，具體是經(jīng)由車輛F的后輪R3、R4的轉(zhuǎn)速傳感器(未圖示)(其構(gòu)成測距法傳感器(即車輛 F的航位推測位置模塊1.1)的一部分)來生成。借助處理模塊1.5，并且根據(jù)后輪R3、R4的轉(zhuǎn)速(或者角速度O1, coj、后輪的半
徑Rp Rr>以及后輪R3、R4彼此之間的距離Lv，根據(jù)下列公式計算車輛F的行進(jìn)方向泠的變化:.m1xR1-mr X RrH =r
L “ 」[I]以及行駛距離。定位設(shè)備I的根據(jù)圖5的第三實施例尤其具有無需額外的傳感器從而減小成本的優(yōu)點。為此，第三實施例尤其適合車輛F的初始裝備，具體是在車輛F的生產(chǎn)期間。因此，適合正在討論的這種車輛的方案能夠以簡單且有效的方式來實現(xiàn)。在圖6中，示意性示出與根據(jù)本發(fā)明的生成車輛F的位置數(shù)據(jù)的方法相對應(yīng)的流程圖。來自GPS傳感器(即，衛(wèi)星定位位置接口 1.2)的數(shù)據(jù)Dl被通信至數(shù)據(jù)處理單元2的NMEA駕駛儀2.1。(縮寫“NMEA”指的是海上設(shè)備(包括GPS設(shè)備)之間的通信標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)由國家海洋電子儀器協(xié)會(NMEA)、美國的海事電子儀器制造商協(xié)會來制定和控制)。此夕卜，來自航位推測位置模塊1.1 (具體為測距法傳感器)的測距法數(shù)據(jù)D2 (具體為來自防抱死制動系統(tǒng)1.7，例如車輪Rl至R4的數(shù)據(jù))被發(fā)送到數(shù)據(jù)處理單元2 (且由轉(zhuǎn)換單元2.2處理)。此外，系統(tǒng)和車輛F的參數(shù)P被提供給數(shù)據(jù)處理單元2。在第一處理步驟VSl期間，在將數(shù)據(jù)提供給導(dǎo)航部件3之前執(zhí)行數(shù)據(jù)同步。在導(dǎo)航部件中，執(zhí)行關(guān)于GPS數(shù)據(jù)Dl是否存在的檢查。如果GPS數(shù)據(jù)可用，則根據(jù)GPS數(shù)據(jù)Dl (借助衛(wèi)星定位位置接口 1.2)計算(在第二處理步驟VS2中)位置數(shù)據(jù)(即車輛F的方位)，并且校準(zhǔn)GPS傳感器和GPS數(shù)據(jù)Dl。在GPS數(shù)據(jù)Dl不可用時，(在第三處理步驟VS3中)根據(jù)測距法數(shù)據(jù)D2和最近可用的GPS數(shù)據(jù)Dl來計算位置數(shù)據(jù)，即車輛F的方位。在圖7中，示意性示出由衛(wèi)星定位位置接口 1.2獲取的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)Dl)和/或來自航位推測位置模塊1.1的數(shù)據(jù)(GPS數(shù)據(jù)和/或測距法數(shù)據(jù)，具體為ABS (防抱死制動系統(tǒng))數(shù)據(jù))(數(shù)據(jù)D2)的采集和格式化的圖表。GPS數(shù)據(jù)Dl和測距法數(shù)據(jù)D2以.txt文件形式(即文本格式)被提供給數(shù)據(jù)處理單元2。優(yōu)選地，GPS數(shù)據(jù)Dl和測距法數(shù)據(jù)D2的格式以圖7所示的形式來給出。(在處理步驟VS2期間)圖6中提及的校準(zhǔn)步驟優(yōu)選利用根據(jù)圖8的卡爾曼濾波器(未示出)來執(zhí)行。圖8示意性示出用于校準(zhǔn)由衛(wèi)星定位位置接口 1.2獲取的數(shù)據(jù)和/或來自航位推測位置模塊1.1的數(shù)據(jù)(GPS數(shù)據(jù)和/或測距法數(shù)據(jù)，具體為ABS (防抱死制動系統(tǒng))數(shù)據(jù))的流程圖。該校準(zhǔn)步驟的目的是根據(jù)后輪R3、R4的半徑和這兩個車輪R3、R4的半徑差來估算車輛F的狀態(tài)。在該層面上，存在兩個互補(bǔ)的數(shù)據(jù)源(S卩，衛(wèi)星定位位置接口 1.2 (GPS數(shù)據(jù)Dl)和航位推測位置模塊1.1 (測距法數(shù)據(jù)D2))，并且這兩個互補(bǔ)的數(shù)據(jù)源具有不同的更新頻率:衛(wèi)星定位位置接口 1.2具有較低頻率(例如約IHz )，而航位推測位置模塊1.1具有較高頻率(例如約50Hz)。為實現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)Dl和測距法數(shù)據(jù)D2的線性耦合，必需對測距法傳感器(即，航位推測位置模塊1.1)和GPS傳感器(即，衛(wèi)星定位位置模塊1.2)進(jìn)行精確校準(zhǔn)。當(dāng)GPS數(shù)據(jù)Dl被校準(zhǔn)時，確定后輪R3、R4的估算半徑Rr_Estim。當(dāng)測距法數(shù)據(jù)D2被校準(zhǔn)時，確定兩個后輪R3、R4的半徑之間的差R。在校準(zhǔn)期間，假定寄生噪聲的平均值等于零。此外，測量噪聲的平均值必須為零。另一個前提是假定寄生噪聲和測量噪聲之間無相關(guān)性；換言之:測量噪聲與寄生噪聲無關(guān)。在校準(zhǔn)期間通過以下方式來驗證這些前提:在環(huán)境影響的復(fù)雜建模之后假定寄生噪聲的平均值為零。測量誤差的協(xié)方差是由于GPS傳感器(S卩，衛(wèi)星定位位置接口 1.2)，從而使得測量噪聲的平均值為零。此外，與過程和測量相關(guān)聯(lián)的GPS數(shù)據(jù)Dl (來自衛(wèi)星定位位置接口 1.2)和測距法數(shù)據(jù)D2 (來自航位推測位置模塊1.1)利用不同傳感器(即，利用衛(wèi)星定位位置接口 1.2和航位推測位置模塊1.1)來獲得，使得在寄生噪聲與測量噪聲之間無相關(guān)性。在利用卡爾曼濾波器進(jìn)行校準(zhǔn)期間，使用下列方程系統(tǒng):xk+1=A.xk+wk [2]以及下列分析系統(tǒng):yk=C.xk+zk [3]
所給出的k時刻的過程矢量為:
權(quán)利要求
1.一種用于定位車輛(F)的定位設(shè)備(1)， 一所述定位設(shè)備(I)包括或者關(guān)聯(lián)于衛(wèi)星定位位置接口(1.2)， 一所述定位設(shè)備(I)包括或者關(guān)聯(lián)于航位推測位置模塊(1.0, 所述衛(wèi)星定位位置接口(1.2)和所述航位推測位置模塊(1.1)使得所述定位設(shè)備(I)能夠生成所述車輛(F)的位置數(shù)據(jù)， 所述定位設(shè)備(I)的特征在于: 一當(dāng)所述車輛(F)被檢測到位于衛(wèi)星信號接收條件差的區(qū)域中時，經(jīng)由所述航位推測位置模塊(1.0生成所述車輛(F)的位置數(shù)據(jù)，并且 一當(dāng)所述車輛(F)被檢測到位于衛(wèi)星信號接收條件好的廣闊區(qū)域中時，對所述航位推測位置模塊(1.1)進(jìn)行校準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的定位設(shè)備(1)，其特征在于:所述定位設(shè)備(I)包括或者關(guān)聯(lián)于移動通信接口，以將所述車輛(F)的位置數(shù)據(jù)發(fā)送至緊急呼叫中心。
3.如前述權(quán)利要求中任一項所述的定位設(shè)備(1)，其特征在于:通過應(yīng)用卡爾曼濾波器來對所述航位推測定位模塊(1.1)進(jìn)行校準(zhǔn)。
4.如前述 權(quán)利要求中任一項所述的定位設(shè)備(1)，其特征在于:所述定位設(shè)備(I)將來自所述航位推測位置模塊(1.0的數(shù)據(jù)與來自所述衛(wèi)星定位位置接口(1.2)的數(shù)據(jù)相結(jié)合
5.如權(quán)利要求2所述的定位設(shè)備(1)，其特征在于:所述移動通信接口被設(shè)置成 -以預(yù)定時間間隔自動發(fā)送位置數(shù)據(jù)，或者 一接收查詢數(shù)據(jù)以發(fā)送位置數(shù)據(jù)。
6.一種用于借助定位設(shè)備(I)生成車輛的位置數(shù)據(jù)的方法， 一所述定位設(shè)備(I)包括或關(guān)聯(lián)于衛(wèi)星定位位置接口(1.2)， 一所述定位設(shè)備(I)包括或關(guān)聯(lián)于航位推測位置模塊(1.0, 所述衛(wèi)星定位位置接口(1.2)和所述航位推測位置模塊(1.1)使得所述定位設(shè)備(I)能夠生成所述車輛(F)的位置數(shù)據(jù)， 所述位置數(shù)據(jù)生成方法的特征在于: 一當(dāng)所述車輛(F)被檢測到處于衛(wèi)星信號接收條件差的區(qū)域中時，經(jīng)由所述航位推測位置模塊(1.0生成所述車輛(F)的位置數(shù)據(jù)，以及 一當(dāng)所述車輛(F)被檢測到處于衛(wèi)星信號接收條件好的廣闊區(qū)域中時，對所述航位推測位置模塊(1.1)進(jìn)行校準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求6所述的位置數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于:所述定位設(shè)備(I)包括或者關(guān)聯(lián)于移動通信接口，并且，根據(jù)命令信號，所述車輛(F)的位置數(shù)據(jù)被發(fā)送至緊急呼叫中心。
8.如權(quán)利要求6或7所述的位置數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于: 一以預(yù)定時間間隔自動發(fā)送所述車輛(F)的位置數(shù)據(jù)；或者 一根據(jù)由所述移動通信接口接收的查詢數(shù)據(jù)的接收，發(fā)送所述車輛(F)的位置數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求6、7或8中任一項所述的位置數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于:所述航位推測位置模塊(1.0的校準(zhǔn)提供了應(yīng)用卡爾曼濾波器的步驟。
10.如權(quán)利要求6、7、8或9中任一項所述的位置數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于:所述方法包括用于將來自所述航位推測位置模塊(1.1)的數(shù)據(jù)與來自所述衛(wèi)星定位位置接口( 1.2)的數(shù)據(jù) 合并的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于定位車輛的設(shè)備以及一種生成位置信息的方法，該定位設(shè)備包括或關(guān)聯(lián)于衛(wèi)星定位位置接口，該定位設(shè)備還包括或者關(guān)聯(lián)于航位推測位置模塊，該衛(wèi)星定位位置接口和航位推測位置模塊使得所述定位設(shè)備能夠生成車輛位置信息，當(dāng)車輛被檢測到位于衛(wèi)星信號接收差的區(qū)域中時，借助航位推測位置模塊生成車輛位置信息，并且當(dāng)車輛被檢測到位于衛(wèi)星信號接收條件好的廣闊區(qū)域中時，對航位推測位置模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。
文檔編號G01C21/16GK103250030SQ201180058758
公開日2013年8月14日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者S·赫爾南多 申請人:約翰遜控制器汽車電子公司