專利名稱：導(dǎo)航裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種GPS導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航結(jié)合的導(dǎo) ^^裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的GPS ( Global Position System,全球定位系統(tǒng))導(dǎo)航裝置，通過接 收GPS信號實現(xiàn)GPS導(dǎo)航，但由于GPS信號因不同的區(qū)域而強弱有所不同，當(dāng) 在GPS信號弱的區(qū)域時，GPS導(dǎo)航裝置容易導(dǎo)致導(dǎo)航不準(zhǔn)確；或者在無GPS信 號地區(qū)，即所謂的"盲區(qū)"時，如橋梁、隧道等地方，則無法進(jìn)行GPS導(dǎo)航。而 解決此問題可以通過慣性導(dǎo)航方式確定具體位置，例如當(dāng)汽車從GPS信號區(qū)進(jìn) 入GPS信號盲區(qū)時，通過傳感器采集汽車速度、加速度、航向等數(shù)據(jù)，其中速 度數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送給控制器，加速度和航向數(shù)據(jù)直接輸給控制器，由 控制器根據(jù)速度、加速度和航向數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，生成慣性導(dǎo)航信息，從 而實現(xiàn)在GPS信號盲區(qū)慣性導(dǎo)航。雖然上述GPS導(dǎo)航設(shè)備可以通過慣性導(dǎo)航方式在GPS信號盲區(qū)進(jìn)行導(dǎo)航， 但這種慣性導(dǎo)航方式需要將汽車速度的數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)射給GPS導(dǎo)航i殳 備，容易受到電磁干擾。同時在GPS導(dǎo)航過程中，由于GPS導(dǎo)航受到衛(wèi)星的星 座圖變動的影響，產(chǎn)生漂移且無法進(jìn)行校正，因而導(dǎo)航的準(zhǔn)確性較差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明主要的目的在于提供一種可以減少電磁干擾，提高導(dǎo)航準(zhǔn)確性的 導(dǎo)航裝置及方法。本發(fā)明提供一種導(dǎo)航裝置，包括GPS模塊，用于接收GPS信號，并對 所述GPS信號進(jìn)行解析，生成GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)；慣性導(dǎo)航模塊，用于采集慣性 導(dǎo)航數(shù)據(jù)；控制模塊，根據(jù)所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)確定GPS信號強弱對所述慣性 導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo)航信息；提示模塊，以圖像或語 音方式輸出所述導(dǎo)航信息。優(yōu)選地，所述慣性導(dǎo)航模塊包括加速度采集單元，與所述控制模塊連 接，用于實時采集加速度數(shù)據(jù)；地磁場采集單元，與所述控制模塊連接，用 于實時采集地磁場數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述慣性導(dǎo)航模塊還包括氣壓采集單元，與所述控制模塊連 接，該氣壓采集單元用于采集氣壓信息。本發(fā)明還提供一種導(dǎo)航方法，該導(dǎo)航方法，包括步驟接收GPS信號， 并解析生成GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)；采集慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)；根據(jù)所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)確定 GPS信號強弱，對所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo) 4元信息；輸出導(dǎo)航信息。優(yōu)選地，所述根據(jù)GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)確定GPS信號強弱，對所述GPS導(dǎo)航 數(shù)據(jù)和所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo)航信息的步驟還包括判斷GPS 信號強弱；根據(jù)GPS信號強弱確定GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán)重；根據(jù)所述 GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán)重對所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù) 融合，生成導(dǎo)力元信息。優(yōu)選地，所述對GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航Jt據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合是根據(jù)卡爾 曼濾波方法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。優(yōu)選地，所述GPS信號強弱根據(jù)載噪比確定，若載噪比大于等于35,則 GPS信號為強；若載噪比為大于等于20并小于35，則GPS信號為弱；若載 噪比小于20，則GPS信號為盲區(qū)。優(yōu)選地，若所述GPS信號為強，則所述GPS導(dǎo)航權(quán)重為0.99，所述慣性 導(dǎo)航權(quán)重為0.01;若所述GPS信號為弱，則所述GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán) 重根據(jù)位置精度因子確定；若所述GPS信號為盲區(qū)，則GPS導(dǎo)航權(quán)重為O, 慣性導(dǎo)航權(quán)重為1。優(yōu)選地，根據(jù)所述位置精度因子P確定GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán)重， 若所述位置精度因子P《，則GPS導(dǎo)航權(quán)重為0.99,慣性導(dǎo)航權(quán)重為0.01; 若所述位置精度因子P的范圍為2 < P《，則GPS導(dǎo)航權(quán)重為2/P,慣性導(dǎo)航 權(quán)重為l-2/P;若所述位置精度因子P的范圍為5<P20,則GPS導(dǎo)航權(quán)重為 1/P，慣性導(dǎo)航權(quán)重為l-l/P;若所述位置精度因子P的范圍為P>10,則GPS 導(dǎo)航權(quán)重為1/2P,慣性導(dǎo)4元權(quán)重為l-l/2P。本發(fā)明通過實時采集慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和由GPS信號解析生成GPS導(dǎo)航數(shù) 據(jù)，根據(jù)GPS信號強弱對所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，再根 據(jù)校正結(jié)果進(jìn)行提示，從而達(dá)到減少因無線方式對導(dǎo)航裝置的電磁干擾，提 高導(dǎo)航準(zhǔn)確的目的。


圖1是本發(fā)明第一實施例原理示意圖；圖2是本發(fā)明第一實施例慣性導(dǎo)舶」模塊示意圖；圖3是本發(fā)明第二實施例慣性導(dǎo)航模塊示意圖； 圖4是本發(fā)明第三實施例導(dǎo)航方法的流程示意圖；圖5是本發(fā)明第三實施例對慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正流程 示意圖；圖6是本發(fā)明第三實施例判斷載噪比范圍的流程示意圖。本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步 說明。
具體實施方式
本發(fā)明實施例的導(dǎo)航裝置和方法，通過接收GPS信號解析生成GPS導(dǎo)航 數(shù)據(jù)，以及實時采集的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，根據(jù)GPS信號強弱對所述GPS導(dǎo)航數(shù) 據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，向用戶作出導(dǎo)航提示，從而達(dá)到減少電磁干擾， 提高導(dǎo)航準(zhǔn)確的目的。如圖1和圖2所示，提出本發(fā)明導(dǎo)航裝置第一實施例。該導(dǎo)航裝置包括 GPS模塊1，用于接收GPS信號，并對所述GPS信號進(jìn)行解析處理，生成 GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)；慣性導(dǎo)航模塊2，用于采集慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)；控制模塊3，根據(jù) 所述GPS信號的強弱對所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo) 航信息；提示模塊4，以圖像或語音方式輸出所述導(dǎo)航信息。所述控制模塊3 通過I2C總線與所述慣性導(dǎo)航模塊2和所述提示模塊4連接,通過串口與GPS 模塊1連接。所述控制模塊3根據(jù)所述GPS模塊1接收的GPS信號的強弱實時對所述 慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo)航信息。所述校正是根據(jù)用 于確定GPS導(dǎo)航精度的載噪比的范圍確定GPS信號強弱，并根據(jù)所述GPS 信號強弱確定慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重，再根據(jù)慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo) 航權(quán)重對所述慣性導(dǎo)舶Jt據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理。其中，所述 慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重之和為1。所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)是指主要根據(jù)慣 性數(shù)據(jù)實現(xiàn)導(dǎo)航的數(shù)據(jù)，可以包括速度數(shù)據(jù)、加速度^:據(jù)等慣性數(shù)據(jù)，也可 以是用于確定海拔高度數(shù)據(jù)或航向數(shù)據(jù)。所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)是指對GPS信號 進(jìn)行處理生成的數(shù)據(jù)，可以是經(jīng)度數(shù)據(jù)、綿度數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、航向數(shù)據(jù)等。 所述GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán)重分別為GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)分配 系數(shù)。所述數(shù)據(jù)融合是指將GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)通過一定算法，按 照慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重進(jìn)行結(jié)合。所述GPS模塊1接收GPS信號，并對該GPS信號進(jìn)行解析處理，生成GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)，由所述控制模塊3對GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，生成GPS 導(dǎo)航導(dǎo)信息，該GPS導(dǎo)航信息通過專用導(dǎo)航軟件處理，由所述提示模塊4根 據(jù)專用導(dǎo)航軟件處理的結(jié)果進(jìn)行提示，實現(xiàn)GPS導(dǎo)航。所述慣性導(dǎo)航模塊2包括采集加速度數(shù)據(jù)的加速度采集單元21和采集地 球磁場數(shù)據(jù)的地磁場采集單元22。所述加速度采集單元21通過I2C總線與所 述控制才莫塊連接，用于實時采集加速度數(shù)據(jù)；所述地磁場采集單元22通過^C 總線與所述控制模塊連接，用于實時采集地磁場數(shù)據(jù)。所述控制模塊3對所 述地磁場采集單元22采集的地磁場數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，生成航向數(shù)據(jù)。所述 控制模塊3還根據(jù)所述航向數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)，以及所述GPS模塊1生成的 GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)中的速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成慣性導(dǎo)航信息，該慣性導(dǎo)航信息 可以通過存儲在所述控制模塊3或存儲介質(zhì)中的專用導(dǎo)航軟件處理，由所述 提示模塊4根據(jù)專用導(dǎo)航軟件處理結(jié)果進(jìn)行提示，實現(xiàn)慣性導(dǎo)航。所述專用 導(dǎo)航軟件可以是電子地圖導(dǎo)航引擎用戶界面，采用現(xiàn)有的機制進(jìn)行工作。為了更清楚說明本發(fā)明實施例，本發(fā)明導(dǎo)航裝置工作過程如下所述控制模塊3根據(jù)所述GPS模塊1對GPS信號解析處理生成的GPS 導(dǎo)航數(shù)據(jù)，確定GPS信號的強弱，并根據(jù)GPS信號的強弱確定的慣性導(dǎo)航權(quán) 重和GPS導(dǎo)航權(quán)重對慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，生成 導(dǎo)航信息，該導(dǎo)航信息通過專用導(dǎo)航軟件處理，由所述提示模塊3根據(jù)專用 導(dǎo)航軟件處理的結(jié)果進(jìn)行提示，實現(xiàn)導(dǎo)航。其中，所述GPS信號的強弱可以 通過GPS信號的載噪比C/N確定。具體地說，所述導(dǎo)航裝置由所述控制模塊3根據(jù)GPS信號強弱適時調(diào)整 慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重，對所述慣性導(dǎo)航模塊2和GPS模塊1輸入的 慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，生成導(dǎo)航信息，該導(dǎo)航信 息經(jīng)過專用導(dǎo)航軟件進(jìn)行處理，由所述提示模塊4對處理結(jié)果進(jìn)行提示，從 而實現(xiàn)導(dǎo)航。當(dāng)GPS信號強時，所述導(dǎo)航裝置以GPS模塊1生成的GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)為 主進(jìn)行導(dǎo)航，慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)對該GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。所述GPS模塊1接 收GPS信號，并對GPS信號進(jìn)行解析處理，生成GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)。所述控制 模塊3根據(jù)GPS信號的載噪比確定GPS信號強弱，根據(jù)GPS信號強弱確定 慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重，通過現(xiàn)有的方法，如卡爾曼濾波方法，對所 述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)以及由所述慣性導(dǎo)航模塊2采集的加速度數(shù)據(jù)、地磁場數(shù)據(jù) 和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)中的速度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，生成導(dǎo)航信息。該導(dǎo)航信 息經(jīng)可以通過專用導(dǎo)航軟件處理，由所述提示模塊4根據(jù)專用導(dǎo)航軟件處理 結(jié)果，以圖像或語音方式進(jìn)行提示，從.而實現(xiàn)導(dǎo)航。其中，所述載噪比可以 設(shè)為C/N，所述加速度數(shù)據(jù)由所述加速度采集單元21采集，該加速度采集單元21可以是MMA7450L的加速度傳感器；所述地磁場數(shù)據(jù)由所述地磁場采 集單元22采集，該地磁場采集單元22可以是AK8970S的電子指南針；所述 提示模塊4可以是LCD或揚聲器進(jìn)行提示，還可以是LCD和揚聲器分別進(jìn) 行提示。如可以設(shè)GPS信號的載噪比大于等于35 (C/NS5)，為GPS信號強，設(shè) GPS導(dǎo)航^權(quán)重為0.99,慣性導(dǎo)航權(quán)重為0.01。當(dāng)GPS信號弱時，所述控制模塊3根據(jù)所述GPS模塊1解析生成的GPS 導(dǎo)航數(shù)據(jù)和所述慣性導(dǎo)航模塊2采集的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)用于 確定GPS導(dǎo)航精度的位置精度因子確定慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重，所述 位置精度因子可以設(shè)為P,該位置精度因子為本領(lǐng)域公知的技術(shù)概念。如設(shè) GPS信號的載噪比大于等于20并小于35 ( 20《/N<35 )時，為GPS信號弱， 根據(jù)GPS模塊1的位置精度因子確定慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重。若所述 位置精度因子小于等于2 (P《)時，則GPS導(dǎo)航權(quán)重為0.99，慣性導(dǎo)航權(quán)重 為0.01;若所述位置精度因子大于2并小于等于5 (2<P《)時，則GPS導(dǎo) 航權(quán)重為所述位置精度因子分之二 (2/P),慣性導(dǎo)航權(quán)重為1減所述GPS導(dǎo) 航權(quán)重(l-2/P);若所述位置精度因子大于5并小于等于10 (5<PdO)，則 GPS導(dǎo)航權(quán)重為所述位置精度因子分之一 (1/P)，慣性導(dǎo)航權(quán)重為1減所述 GPS導(dǎo)航權(quán)重(1-1/P);若所述位置精度因子大于10 (P>10)時，貝'J GPS 導(dǎo)航權(quán)重為所述位置精度因子兩倍分之一 (1/2P)，慣性導(dǎo)航權(quán)重為l減GPS 導(dǎo)航權(quán)重(1-1/2P)。當(dāng)GPS信號盲區(qū)時，所述導(dǎo)航裝置以慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航。如設(shè)GPS 信號的載噪比小于20 (C/N<20)時，為GPS信號盲區(qū)，可以設(shè)GPS導(dǎo)航權(quán) 重為O，慣性導(dǎo)航權(quán)重為1。由所述控制模塊3根據(jù)進(jìn)入GPS信號盲區(qū)最后一 刻采集的航向數(shù)據(jù)，以及所述控制模塊3進(jìn)入GPS信號盲區(qū)最后一刻生成的 速度數(shù)據(jù)作為慣性導(dǎo)航在GPS信號盲區(qū)初始航向和初始速度。所述控制模塊 3根據(jù)初始速度和初始航向，以及所述慣性導(dǎo)航模塊2實時采集的慣性導(dǎo)航數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理，生成導(dǎo)航信息。此時該導(dǎo)航信息為所述慣性導(dǎo)航信息，通過專 用導(dǎo)航軟件處理，由所述提示模塊4根據(jù)專用導(dǎo)航軟件處理結(jié)果，以圖像或 語音方式進(jìn)行提示，實現(xiàn)導(dǎo)航。在本實施例中，慣性導(dǎo)航是通過慣性導(dǎo)航模塊2采集加速度數(shù)據(jù)和由地 球磁場數(shù)據(jù)確定的航向數(shù)據(jù)，以及通過控制模塊3生成的GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)中速 度數(shù)據(jù)進(jìn)行慣性導(dǎo)航。也可以通過慣性導(dǎo)航模塊2采集速度數(shù)據(jù)、加速度數(shù) 據(jù)和根據(jù)地球磁場確定的航向數(shù)據(jù)，現(xiàn)實慣性導(dǎo)航，其工作原理與上述實施 相同，不再贅述。如圖3所示，本發(fā)明在上述實施例的基礎(chǔ)上還提出第二實施例。所述慣性導(dǎo)力元模塊2還可以包括采集大氣氣壓的氣壓采集單元23,該氣壓采集單元 23可以通過I2C總線與所述控制模塊3連接，可以是HP03氣壓傳感器。由氣壓 采集單元23采集的大氣壓信息，所述控制模塊3根據(jù)大氣壓信息進(jìn)行解析， 確定海拔高度，提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確度，其工作原理與上述實施例相同，不再贅述。本發(fā)明還提出一種導(dǎo)航方法的第三實施例，該導(dǎo)航方法通過采集慣性導(dǎo) 航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)，根據(jù)GPS信號強弱對所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo) 航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，再根據(jù)校正結(jié)果輸出導(dǎo)航信息，從而實現(xiàn)導(dǎo)航。如圖4所示，本發(fā)明實施例導(dǎo)航方法工作流程如下步驟Sll，接收GPS信號，并解析生成的GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)；所述GPS信號 可以通過上述實施例所述GPS模塊1實時接收，并由所述GPS模塊1對所述 GPS信號進(jìn)行解析處理，生成GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)，該GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)可以包括經(jīng)度 數(shù)據(jù)、綿度數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、航向數(shù)據(jù)等；步驟S12，采集慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，該慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)可以通過上述實施例所述 慣性導(dǎo)航模塊2實時采集，該慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)包括加速度數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)等， 還可以包括分別用于確定航向和海拔高度信息的地球一磁場數(shù)據(jù)和氣壓數(shù)據(jù) 等；步驟S13，根據(jù)所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)確定的GPS信號強弱對步驟Sll中的 所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和步驟S12中的所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo)航信 息；可以由上述實施例所述控制模塊3根據(jù)GPS信號的載噪比確定GPS信號 的強弱，并根據(jù)GPS信號強弱確定慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重，再根據(jù)慣 性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重對慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處 理，生成導(dǎo)航信息；其中，所述校正是根據(jù)所述載噪比的范圍確定GPS信號 強弱，并根據(jù)所述GPS信號強弱確定慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重，再根據(jù) 慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重對所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù) 融合處理；所述慣性導(dǎo)航權(quán)重與所述GPS導(dǎo)航權(quán)重之和為1，其中所述載噪 比可設(shè)為C/N;步驟S14,輸出導(dǎo)航信息，可以由上述實施例所述提示模塊4以圖像或語 音方式輸出所述導(dǎo)航信息，如LCD和/或揚聲器。如圖5所示，在上述步驟S13中，所述根據(jù)所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)確定的GPS 信號強弱對所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo)航信息 的步驟還包括步驟S131,判斷GPS信號強弱，根據(jù)GPS信號的載噪比C/N判斷GPS 信號強弱，可以由所述控制模塊3根據(jù)GPS信號的載噪比C/N的大小判斷 GPS信號的強弱；步驟S132，根據(jù)所述GPS信號強弱確定慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重； 根據(jù)上述步驟S131確定上述實施例所述慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)^:權(quán)重，具體 地說若GPS信號強時，則慣性導(dǎo)航權(quán)重為0.01， GPS導(dǎo)航權(quán)重為0.99;若GPS信號弱時，則所述GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán)重根據(jù)用于確定位 置精度的位置精度因子確定，該位置精度因子可以設(shè)為P;若所述位置精度因 子小于等于2(P2)時，則GPS導(dǎo)航權(quán)重為0.99，慣性導(dǎo)航權(quán)重為0.01;若所述位置精度因子大于2并小于等于5 (2<P《)時，則GPS導(dǎo)航權(quán) 重為所述位置精度因子分之二 (2/P)，慣性導(dǎo)航權(quán)重為1減所述GPS導(dǎo)航權(quán) 重(1-2/P);若所述位置精度因子大于5并小于等于10 (5<P^0)時，則 GPS導(dǎo)航權(quán)重所述位置精度因子分之一(1/P)，慣性導(dǎo)航權(quán)重為1減所述GPS 導(dǎo)航權(quán)重(1-1/P);若所述位置精度因子大于10 (P> 10)時，則GPS導(dǎo)航權(quán) 重為所述位置精度因子兩倍分之一 (1/2P)，慣性導(dǎo)航4又重為1減所述GPS導(dǎo) 航權(quán)重(l-l/2P)。若GPS信號盲區(qū)時，則慣性導(dǎo)航權(quán)重為1, GPS導(dǎo)航權(quán)重為O;步驟S133,根據(jù)所述GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán)重對所述GPS導(dǎo)航數(shù) 據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，生成導(dǎo)航信息；具體地說，采用現(xiàn)有的方 法，如卡爾曼濾波方法，可以由所述控制模塊3根據(jù)上述步驟S132確定的所 述慣性導(dǎo)航權(quán)重和GPS導(dǎo)航權(quán)重對所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)對進(jìn)行 數(shù)據(jù)融合處理，生成導(dǎo)航信息。如圖6所示，在上述步驟S131中，所述判斷GPS信號強弱的步驟包括步驟S1311，判斷載噪比的范圍，可以由所述控制模塊3根據(jù)GPS信號 的載噪比的范圍判斷GPS信號強弱；步驟S1312,根據(jù)步驟S1311，當(dāng)GPS信號載噪比大于等于35 (C/NS5) 時，則GPS信號為強；步驟S1313，根據(jù)步驟S1311，當(dāng)GPS信號載噪比大于等于20并小于35 (20《/N<35)時，則GPS信號為弱；步驟S1314,根據(jù)步驟S1311,當(dāng)GPS信號載噪比小于20 (C/N<20)時， 則GPS信號為盲區(qū)，即無GPS信號。本發(fā)明實施例，通過接收GPS信號解析生成GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)，以及實時采集的慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述GPS信號強弱對所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo) 航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo)航信息，再以圖像或語音方式輸出所述導(dǎo)航信息， 從而可以減少電磁干擾，提高導(dǎo)航準(zhǔn)確性，可以廣泛用于汽車、手機、電腦 等導(dǎo)航。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍， 凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接 或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)航裝置，包括GPS模塊，用于接收GPS信號，并對所述GPS信號進(jìn)行解析，生成GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)；慣性導(dǎo)航模塊，用于采集慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)；控制模塊，根據(jù)所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)確定GPS信號強弱，對所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo)航信息；提示模塊，以圖像或語音方式輸出所述導(dǎo)航信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航裝置，其特征在于，所述慣性導(dǎo)航模塊包括加速度采集單元，與所述控制模塊連接，用于實時采集加速度數(shù)據(jù)； 地磁場采集單元，與所述控制模塊連接，用于實時采集地磁場數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)航裝置，其特征在于，所述慣性導(dǎo)航模塊還 包括氣壓采集單元，與所述控制模塊連接，該氣壓采集單元用于采集氣壓信息。
4. 一種導(dǎo)航方法，其特征在于，包括步驟 接收GPS信號，并解析生成GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)； 采集慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)；根據(jù)所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)確定GPS信號強弱，對所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和所 述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo)航信息； 豐t出導(dǎo)舶」信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航方法，其特征在于，所述根據(jù)GPS導(dǎo)航 數(shù)據(jù)確定GPS信號強弱，對所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校 正，生成導(dǎo)航信息的步驟還包括判斷GPS信號強弱；根據(jù)GPS信號強弱確定GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán)重； 根據(jù)所述GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán)重對所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo) 航數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，生成導(dǎo)航信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)航方法，其特征在于所述對GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合是根據(jù)卡爾曼濾波 方法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的導(dǎo)航方法，其特征在于 所述GPS信號強弱根據(jù)載噪比確定，若載噪比大于等于35,則GPS信號為強；若載噪比為大于等于20并小于35,則GPS信號為弱； 若載噪比小于20,則GPS信號為盲區(qū)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)航方法，其特征在于若所述GPS信號為強，則所述GPS導(dǎo)航權(quán)重為0.99，所述慣性導(dǎo)航權(quán) 重為0.01;若所述GPS信號為弱，則所述GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán)重根據(jù)位置 精度因子確定；若所述GPS信號為盲區(qū)，則GPS導(dǎo)航權(quán)重為O，慣性導(dǎo)航權(quán) 重為1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)航方法，其特征在于 根據(jù)所述位置精度因子P確定GPS導(dǎo)航權(quán)重和慣性導(dǎo)航權(quán)重，若所述位置精度因子P《，則GPS導(dǎo)航權(quán)重為0.99，慣性導(dǎo)航權(quán)重為0.01;若所述位 置精度因子P的范圍為2<P-，則GPS導(dǎo)航權(quán)重為2/P,慣性導(dǎo)航權(quán)重為 l-2/P;若所述位置精度因子P的范圍為5<PdO,則GPS導(dǎo)航權(quán)重為1/P， 慣性導(dǎo)航權(quán)重為1-1/P;若所述位置精度因子P的范圍為P〉 10,則GPS導(dǎo) 航權(quán)重為1/2P，慣性導(dǎo)航權(quán)重為1-1/2P。
全文摘要
本發(fā)明提供一種導(dǎo)航裝置，包括接收GPS信號，并對所述GPS信號解析生成GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)的GPS模塊、采集慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)的慣性導(dǎo)航模塊和根據(jù)所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)確定的GPS信號強弱對所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正的控制模塊，以及以圖像或語音方式進(jìn)行輸出的提示模塊。本發(fā)明還提供一種導(dǎo)航方法，包括步驟接收GPS導(dǎo)航信號，并解析生成GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)；采集慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)；根據(jù)所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)確定的GPS信號強弱對所述GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和所述慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，生成導(dǎo)航信息；輸出導(dǎo)航信息。根據(jù)GPS信號強弱對GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)和慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行實時校正，生成導(dǎo)航信息，從而可以提高導(dǎo)航準(zhǔn)確性。
文檔編號G01S1/00GK101403620SQ20081014953
公開日2009年4月8日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者章先鑫 申請人:深圳市同洲電子股份有限公司