光电式gps盲区环境下车辆可持续导航数据采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于车辆导航技术领域，尤其涉及一种光电式GPS盲区环境下车辆可 持续导航数据采集装置。
【背景技术】
[0002] 目前通用车辆导航所需的经炜度、航向角度、速度信息均通过GPS信号处理得到。 但是由于实际车辆行驶环境存在地库、隧道、密集楼宇建筑等GPS信号丢失的情况，尤其是 某些在隧道中存在分叉道路的情况下，通常的GPS导航不能继续，对驾驶员带来极大不便。
[0003] 已公开的专利200810095693. 1微惯性导航系统及方法，201220150839. X汽车惯 性导航系统，201310183675. X -种多功能惯性汽车导航仪均是采用惯性导航的原理进行 GPS盲区内车辆运动和位置数据的处理，由于惯性导航元件价格相对较高，需要配备相应的 三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴地磁传感器，导致整体系统成本较高。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种光电式GPS盲区环境下车辆可持续导航数据采 集装置，旨在解决现有的车辆普通GPS导航无法实现盲区导航，以及盲区导航需采用惯导 元器件存在的成本较高问题。
[0005] 本实用新型是这样实现的，一种光电式GPS盲区环境下车辆可持续导航数据采集 装置，所述光电式GPS盲区环境下车辆可持续导航数据采集装置包括：
[0006] 成像感光元件，通过透镜连续接收地面信息，将连续变化的地面信息保存为连续 的图像并传输给数值信号计算模块；
[0007] 超声传感器，实时记录透镜到地面的距离信息并传输给数值信号计算模块；
[0008] 数值信号计算模块，与成像感光元件、超声传感器连接，用于对获取的图像进行分 别采样，并计算得出成像模块所在车身独立测量点实际移动的横向、纵向的位移。
[0009] 进一步，所述成像感光元件的下方设置有透镜，透镜的一侧安装有以设定角度射 向地面光源；选用发光二极管或者激光发射器。
[0010] 进一步，所述光电式GPS盲区环境下车辆可持续导航数据采集装置还不快：
[0011] 俯仰单轴陀螺仪，与数值信号计算模块连接，用于采集路面坡度近似值，并对车辆 实际位移进行修正，以匹配地图信息中经度炜度的平面定位状态；
[0012] GPS天线，与数值信号计算模块连接，用于实现车辆GPS定位；
[0013] 输出接口，与数值信号计算模块连接，将运算得到车辆的车速和航向角度传递给 车辆的导航系统。
[0014] 进一步，所述成像感光元件的工作面、透镜的焦平面及地面依次互相平行，成像感 光元件为互补性氧化金属半导体图像传感器CMOS或电荷藕合器件图像传感器CCD。
[0015] 进一步，所述输出接口采用串行外围设备接口 SPI，输出接口接收数值信号计算模 块的速度矢量，并将该速度矢量传递给车辆的整车控制器。
[0016] 本实用新型提供的光电式GPS盲区环境下车辆可持续导航数据采集装置，将传统 非接触测量的一维速度测量提高到对车辆平面运动的二维速度测量，对大机动性车辆动力 学的研究提供了数据采集便利，通过直接采集地面图像信息，经过数字信号处理得到车辆 相对于地面的二维速度信息，可用于车辆平面内运动姿态的多参数测量通过超声波传感器 离地间隙距离h的动态实时修订，可以有效抵消因车辆俯仰、侧倾和垂向运动所带来的车 速测量误差。
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型实施例提供的光电式GPS盲区环境下车辆可持续导航数据采集 装置结构示意图。
[0018] 图2是本实用新型实施例提供的数值信号计算模块的数据计算原理示意图。
[0019] 图3是本发明实施例提供的光电式测量模块安装示意图。
[0020] 图中：1、成像感光元件；2、超声传感器；3、光源；4、俯仰单轴陀螺仪；5、数值信号 计算模块；6、GPS天线；7、输出接口。
【具体实施方式】
[0021] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本 实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用 新型，并不用于限定本实用新型。
[0022] 下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。
[0023] 如图1所示，本实用新型实施例的光电式GPS盲区环境下车辆可持续导航数据采 集装置主要包括：成像感光元件1、超声传感器2、光源3、俯仰单轴陀螺仪4、数值信号计算 模块5、GPS天线6、输出接口 7 ;
[0024] 成像感光元件1的下方设置有透镜，透镜的一侧安装有光源3,成像感光元件1、超 声传感器2、光源3连接俯仰单轴陀螺仪4和数值信号计算模块5,数值信号计算模块5连 接GPS天线6和输出接口 7。
[0025] 参见附图1，包括：成像模块、超声传感器、数值信号计算模块及接口模块；
[0026] 所述成像模块包括：光源3、透镜及成像感光元件1 ;所述光源3以设定角度射向 地面，光源3选用发光二极管或者激光发射器；所述成像感光元件1的工作面、透镜的焦平 面及地面依次互相平行，透镜中心到成像感光元件1工作面的距离为f，成像感光元件1通 过透镜连续接收地面信息，将连续变化的地面信息保存为连续的图像并传输给数值信号计 算模块5,其中，成像感光元件1为互补性氧化金属半导体图像传感器CMOS或电荷藕合器件 图像传感器(XD ;
[0027] 所述超声传感器2实时记录透镜到地面的距离信息h并传输给数值信号计算模块 5 ；
[0028] 参见附图2,所述数值信号计算模块5对接收的图像进行采样，在tl时刻，地面信 息的特征光斑在成像感光元件1的si位置，经过一个采样周期T后，特征光斑移动至成像 感光元件的s2位置，进而得到特征光斑在成像感光元件1的横向位移△ X和纵向位移△ y ; 同时，在tl时刻，地面信息的特征光斑在地面的S1位置，经过一个采样周期T后，特征光