專利名稱：電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種定位系統(tǒng)，特別涉及一種包括電子羅盤儀在內(nèi)的車輛軌跡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為保證機(jī)動(dòng)車駕駛員考試過(guò)程的有序進(jìn)行和連續(xù)性，需要準(zhǔn)確辨別考試車輛行駛到了哪個(gè)考試場(chǎng)地甚至是哪個(gè)具體位置，以便控制相應(yīng)場(chǎng)地或位置的考試設(shè)備或作好接收相應(yīng)考試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，因此涉及到行駛中的車輛的實(shí)時(shí)定位問(wèn)題?，F(xiàn)有的車輛定位方法是采用在各考試場(chǎng)地的各入口處預(yù)埋磁鐵組，并將該磁鐵組中多個(gè)N極、S極按一定的排列組合設(shè)置成各自不同的磁編碼形式，在被試車輛中設(shè)置可以感知上述磁鐵組所形成磁場(chǎng)的磁感應(yīng)裝置，當(dāng)被試車輛行駛到某個(gè)入口時(shí)，磁感應(yīng)裝置將感知到的該處磁鐵組所代表的編碼，考試監(jiān)控中心的總控機(jī)再讀取該編碼，從而得知被試車輛的當(dāng)前位置。這種方法的缺點(diǎn)是由于要在各個(gè)場(chǎng)地的各個(gè)入口預(yù)埋磁鐵組，施工量較大，且無(wú)法做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。眾所周知的GPS盡管可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位，但由于其在短距離內(nèi)定位誤差較大(根據(jù)測(cè)定，誤差可以達(dá)到IOm左右)，并且存在漂移誤差，以及從國(guó)家安全方面考慮，不夠可靠，因此都不適宜用于駕駛員考試中被試車輛的實(shí)時(shí)定位。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種可以較準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到機(jī)動(dòng)車駕駛員考試中被試車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡的電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)被試車輛的實(shí)時(shí)定位。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，包括設(shè)置在被試車輛上的電子羅盤儀、車速傳感器和用于計(jì)算車輛行駛位置和/或軌跡的數(shù)據(jù)處理器，所述電子羅盤儀和所述車速傳感器的輸出信號(hào)均接入所述數(shù)據(jù)處理器。本實(shí)用新型的有益效果是由于將電子羅盤儀的測(cè)向功能與車速傳感器的測(cè)速功能有機(jī)結(jié)合，分別檢測(cè)出車輛行駛方向和速度大小，通過(guò)計(jì)算可間接得出被試車輛在各時(shí)點(diǎn)的位置，避開(kāi)了現(xiàn)有技術(shù)條件下為預(yù)埋磁鐵組而展開(kāi)的大量施工，還能夠?qū)崿F(xiàn)任意位置、任意軌跡的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；由于電子羅盤儀相比GPS更適合短距離定位檢測(cè)，在駕駛員考試應(yīng)用中檢測(cè)精度更高，且比GPS的安全性和可靠性更好；

圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，包括電子羅盤儀、車速傳感器和用于計(jì)算車輛行駛位置和/或軌跡的數(shù)據(jù)處理器，所述電子羅盤儀、車速傳感器設(shè)置在被試車輛上， 數(shù)據(jù)處理器既可以設(shè)置在被試車輛內(nèi)或外，優(yōu)選設(shè)置在被試車輛上。所述電子羅盤儀和所述車速傳感器的輸出信號(hào)均接入所述數(shù)據(jù)處理器。所述電子羅盤儀和所述車速傳感器分別采集所述被試車輛在各個(gè)時(shí)點(diǎn)上的行駛方向和行駛速度數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)同一時(shí)點(diǎn)時(shí)，這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)的組合可以確定被試車輛的位置。所述數(shù)據(jù)處理器讀取這些數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)處理、計(jì)算，不僅可以得出各個(gè)時(shí)點(diǎn)上所述被試車輛的位置，還可以擬合出一段時(shí)間內(nèi)所述被試車輛的行駛軌跡。所述電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)還可以包括原點(diǎn)定位裝置，所述原點(diǎn)定位裝置包括相互配套的原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器和原點(diǎn)信號(hào)接收器，所述原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器設(shè)置在人為設(shè)定的地理原點(diǎn)0處，所述原點(diǎn)信號(hào)接收器設(shè)置在所述被試車輛上，所述原點(diǎn)信號(hào)接收器的輸出信號(hào)接入所述數(shù)據(jù)處理器。原點(diǎn)定位裝置的設(shè)置，人為引入了一個(gè)參考坐標(biāo)系(下文中簡(jiǎn)稱為坐標(biāo)系)，方便位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)的表達(dá)，如給出被試車輛在實(shí)際行駛環(huán)境中的具體位置，也便于軌跡的擬合。理論上，任意位置均可以被選作所述地理原點(diǎn)，其作用是確定人為設(shè)定的坐標(biāo)系的位置，但對(duì)于一個(gè)已人為設(shè)定好的坐標(biāo)系而言，所述地理原點(diǎn)為一個(gè)確定的地理位置點(diǎn)。 實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)選將所述地理原點(diǎn)選定在考試場(chǎng)地的總?cè)肟谔帲?dāng)所述被試車輛行駛到該總?cè)肟跁r(shí)，位于被試車輛上的所述原點(diǎn)信號(hào)接收器接收到所述原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)，并產(chǎn)生一原點(diǎn)確認(rèn)信號(hào)，所述數(shù)據(jù)處理器讀到所述原點(diǎn)確認(rèn)信號(hào)，系統(tǒng)即判定所述被試車輛正處于人為設(shè)定的坐標(biāo)系的原點(diǎn)，即所述總?cè)肟谔?。此后檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù)均為相對(duì)該原點(diǎn)的相對(duì)位置數(shù)據(jù)。由于利用電子羅盤儀檢測(cè)行駛方向存在累積誤差，當(dāng)累積誤差達(dá)到一定程度的時(shí)候，所獲得的被試車輛的位置或行駛軌跡的精確度將降低，為了不把此時(shí)的累積誤差帶入到此后獲得的位置數(shù)據(jù)中，即始終把誤差控制在容許范圍內(nèi)，必要時(shí)所述電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)需要進(jìn)行自我校正。因此，優(yōu)選在所述電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)中還設(shè)置位置校正裝置，所述位置校正裝置包括相互配套的校正信號(hào)發(fā)生器和校正信號(hào)接收器，所述校正信號(hào)發(fā)生器設(shè)置在人為設(shè)定的地理校正點(diǎn)處，所述校正信號(hào)接收器設(shè)置在所述被試車輛上，所述校正信號(hào)接收器的輸出信號(hào)接入所述數(shù)據(jù)處理器。當(dāng)所述被試車輛行駛到所述校正信號(hào)發(fā)生器附近時(shí)，所述校正信號(hào)接收器接收所述校正信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)，并產(chǎn)生一校正確認(rèn)信號(hào)，所述數(shù)據(jù)處理器讀到該校正確認(rèn)信號(hào)后，即用所述數(shù)據(jù)處理器中預(yù)存的所述校正信號(hào)發(fā)生器的所在位置數(shù)據(jù)代替該時(shí)點(diǎn)的實(shí)測(cè)位置數(shù)據(jù)，以此來(lái)消除累積誤差。與原點(diǎn)定位裝置不同的是，對(duì)于一個(gè)已人為設(shè)定好的坐標(biāo)系而言，所述地理校正點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際情況選定多個(gè)確定的地理位置點(diǎn)，如可以選擇累積誤差最大或較大的地理位置點(diǎn)。所述原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器和校正信號(hào)發(fā)生器可以為單個(gè)永磁體或由多個(gè)永磁體編碼組成的永磁體組。由于原點(diǎn)多數(shù)情況只設(shè)置一個(gè)，因此對(duì)于所述原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器，優(yōu)選采用單個(gè)永磁體即可，而整個(gè)考試場(chǎng)地可以設(shè)置多處校正，如圖1選擇A、B處作為人為設(shè)定的地理校正點(diǎn)，每處優(yōu)選設(shè)置永磁體組，且各個(gè)所述永磁體組優(yōu)選采用各自不同的磁編碼，即對(duì)各組內(nèi)多個(gè)磁極進(jìn)行各自不同順序的排列，以區(qū)分不同的校正點(diǎn)，據(jù)此來(lái)調(diào)用不同校正點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)。所述永磁體優(yōu)選以預(yù)埋于地下的方式設(shè)置，且所述永磁體優(yōu)選采用條形磁鐵，一個(gè)所述永磁體組內(nèi)各永磁體間間隔一定距離，可以等間距，也可以不等間距。對(duì)于條形磁鐵，優(yōu)選相鄰兩個(gè)條形磁鐵之間間隔為1-2米，且形成磁編碼時(shí)，按N、S磁極進(jìn)行各種不同的排列組合。所述原點(diǎn)信號(hào)接收器和校正信號(hào)接收器可以為磁阻傳感器(如圖1所示)、霍爾效應(yīng)傳感器或磁通門傳感器。當(dāng)接近永磁體或永磁體組構(gòu)成的信號(hào)發(fā)生器時(shí)，會(huì)自動(dòng)感知其磁場(chǎng)，并即時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的原點(diǎn)確認(rèn)信號(hào)和校正確認(rèn)信號(hào)。由于原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器和校正信號(hào)發(fā)生器均采用磁場(chǎng)源，相應(yīng)的原點(diǎn)信號(hào)接收器和校正信號(hào)接收器則可以采用同一個(gè)傳感器，此時(shí)，原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器優(yōu)選采用永磁體組，且應(yīng)使其所形成的磁編碼不同于所述校正信號(hào)發(fā)生器所采用的永磁體組的磁編碼。所述車速傳感器可以為旋轉(zhuǎn)編碼器，既可以用以形成車輛速度數(shù)據(jù)，也可以用以形成行駛里程數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)處理器可以為車載電控系統(tǒng)或者遠(yuǎn)程的MCU、PLC、工控機(jī)或計(jì)算機(jī)，主要用于多種傳感器數(shù)據(jù)的收集和綜合計(jì)算，如通過(guò)方向和速度大小計(jì)算出某個(gè)時(shí)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，甚至通過(guò)多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算值擬合出一段時(shí)間內(nèi)的行駛軌跡。所述電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)還可以包括設(shè)置在監(jiān)控中心的總控機(jī)，所述總控機(jī)可以為工控機(jī)或計(jì)算機(jī)，所述數(shù)據(jù)處理器與所述總控機(jī)無(wú)線連接并通信，此時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理器可以僅僅收集各傳感器數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)無(wú)線傳遞給總控機(jī)，由總控機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合計(jì)算，包括計(jì)算被試車輛的行駛位置和/或軌跡，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被試車輛的遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)，這樣， 有利于所述數(shù)據(jù)處理器的體積小型化。所述電子羅盤儀優(yōu)選三維電子羅盤儀，以適應(yīng)各種路面情況。本實(shí)用新型適用于機(jī)動(dòng)車駕駛員考試中被試車輛的行駛位置和軌跡的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)， 也可用于其他應(yīng)用場(chǎng)合中車輛等交通工具的位置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及各種移動(dòng)設(shè)備的位置和移動(dòng)軌跡的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
權(quán)利要求1.一種電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)置在被試車輛上的電子羅盤儀、車速傳感器和用于計(jì)算車輛行駛位置和/或軌跡的數(shù)據(jù)處理器，所述電子羅盤儀和所述車速傳感器的輸出信號(hào)均接入所述數(shù)據(jù)處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，其特征在于還包括原點(diǎn)定位裝置，所述原點(diǎn)定位裝置包括相互配套的原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器和原點(diǎn)信號(hào)接收器，所述原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器設(shè)置在人為設(shè)定的地理原點(diǎn)處，所述原點(diǎn)信號(hào)接收器設(shè)置在所述被試車輛上，所述原點(diǎn)信號(hào)接收器的輸出信號(hào)接入所述數(shù)據(jù)處理器。
3.如權(quán)利要求2所述的電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，其特征在于還包括位置校正裝置，所述位置校正裝置包括相互配套的校正信號(hào)發(fā)生器和校正信號(hào)接收器，所述校正信號(hào)發(fā)生器設(shè)置在人為設(shè)定的地理校正點(diǎn)處，所述校正信號(hào)接收器設(shè)置在所述被試車輛上，所述校正信號(hào)接收器的輸出信號(hào)接入所述數(shù)據(jù)處理器。
4.如權(quán)利要求3所述的電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，其特征在于所述原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器和校正信號(hào)發(fā)生器為單個(gè)永磁體或由多個(gè)永磁體編碼組成的永磁體組。
5.如權(quán)利要求4所述的電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，其特征在于各個(gè)所述永磁體組采用各自不同的磁編碼。
6.如權(quán)利要求5所述的電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，其特征在于所述永磁體以預(yù)埋于地下的方式設(shè)置，一個(gè)所述永磁體組內(nèi)相鄰兩個(gè)所述永磁體之間間隔1-2米。
7.如權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，其特征在于所述原點(diǎn)信號(hào)接收器和校正信號(hào)接收器為磁阻傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器或磁通門傳感器。
8.如權(quán)利要求7所述的電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，其特征在于所述車速傳感器為旋轉(zhuǎn)編碼
9.如權(quán)利要求8所述的電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理器為車載電控系統(tǒng)或者遠(yuǎn)程的MCU、PLC、工控機(jī)或計(jì)算機(jī)。
10.如權(quán)利要求9所述的電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，其特征在于還包括設(shè)置在監(jiān)控中心的總控機(jī)，所述總控機(jī)為工控機(jī)或計(jì)算機(jī)，所述數(shù)據(jù)處理器與所述總控機(jī)無(wú)線連接并通信。
專利摘要一種電子羅盤儀軌跡系統(tǒng)，包括設(shè)置在被試車輛上的電子羅盤儀、車速傳感器和用于計(jì)算車輛行駛位置和/或軌跡的數(shù)據(jù)處理器，所述電子羅盤儀和所述車速傳感器的輸出信號(hào)均接入所述數(shù)據(jù)處理器，還包括原點(diǎn)定位裝置，所述原點(diǎn)定位裝置包括相互配套的原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器和原點(diǎn)信號(hào)接收器，所述原點(diǎn)信號(hào)發(fā)生器設(shè)置在人為設(shè)定的地理原點(diǎn)處，所述原點(diǎn)信號(hào)接收器設(shè)置在所述被試車輛上，所述原點(diǎn)信號(hào)接收器的輸出信號(hào)接入所述數(shù)據(jù)處理器。本實(shí)用新型安全、方便、準(zhǔn)確度較高，適用于機(jī)動(dòng)車駕駛員考試中被試車輛的行駛位置和軌跡的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01C21/14GK202018292SQ20112000809
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者嚴(yán)東磊, 任哲, 曾文, 沈文杰, 鄭英華 申請(qǐng)人:北京精英智通交通系統(tǒng)科技有限公司