一种汽车状态测控方法与流程

本发明专利一种汽车状态测控方法属于无人驾驶汽车领域。

背景技术

在民用方面，无人驾驶技术能提高车辆行驶的安全性，通过安装处理器及多种传感器设备，无人车可以实现对道路环境的感知，报告各种危险情况给驾驶者，并给出预警提示，或者在危险即将发生的情况下能智能的迅速采取相应安全措施。

在考察gps定位精度、方法和应用研究的全球会战基础上，提出了一种在多台gps接收机进行同步观测，并固定其中几台仪器作为基准站，其余仪器可做流动站进行观测，然后利用基准站跟踪数据来对卫星轨道进行改正，并将利用改正后的轨道对其他流动站进行精密的、静态网的定位。鉴于这一理论思想，国际大地测量协会一些专家建议，提出一种固定永久的基准站进行连续对卫星进行观测，并可提供事后精密卫星星历。即我们所熟知的连续运行参考站系统(cors)。于此，也拉开了网络rtk研究帷幕。经过科学家们的努力研究，已有很多成熟的网络rtk技术应用于实践中，还有正在研究中的技术理论。目前，较为成熟的、具有代表性的网络rtk技术有trimble提出的虚拟参考站vrs技术、区域改正(fkp)技术和主辅站(mac)技术。我国科学研究者也在网络rtk技术方面做出了一定的研究成果。如，由武汉大学卫星导航定位研究中心提出的综合误差内插(cbi)技术、以及西南交通大学黄丁发等著名教授提出的增强参考站网络(ars)技术。以上几种网络rtk模式在实时动态定位中均能达到厘米级需求。

我国连续运行参考站的建设还存在着不足与缺陷，可总结如下：由于测绘主管部门没有出行一部关于连续运行参考站建设和服务标准，导致数据、服务等资源不能共享的技术障碍；cors系统建设都是独立状态，导致cors系统存在网络覆盖和服务缝隙；实际建设起来的cors系统，缺乏统一管理，也就存在各系统参考站分布不均，存在超短边、超长边现象，系统定位精度严重受到了影响。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明专利公开了一种汽车状态测控方法，本发明针对特种无人汽车测控技术研究，网络rtk在高精度定位方面有着极大的技术优势；而网络rtk技术在特种无人汽车测控中的应用能够大大提供作业精度，使得特种车辆的在任意场景的使用成为了可能，从而大大的提供特种无人汽车的环境适应性。

一种汽车状态测控方法，包括以下步骤：

步骤a，利用温度、气压和湿度的智能测定技术模块，监测汽车外部环境的温度、气压和湿度情况；

步骤b，将所述监测到的汽车外部的温度、气压和湿度情况数据，传输入状态测定系统中；所述状态测定系统和所述温度、气压和湿度的智能测定技术模块信息互相影响，所述状态测定系统在分析完相关数据后，重新调整信息分布，将数据传回所述温度、气压和湿度的智能测定技术模块，指导所述述温度、气压和湿度的智能测定技术模块动作；

步骤c，利用三维姿态采集模块、mcu模块、bd卫星定位信号模块和通信交换模块，监测汽车的三维姿态情况和运行状态；

步骤d，将监测到的汽车的三维姿态情况和运行状态数据，导入姿态测定系统中进行分析处理；所述姿态测定系统分析数据后进行分析处理，做出指导操作，进一步指导所述三维姿态采集模块、mcu模块、bd卫星定位信号模块和通信交换模块监测路线和定位轨迹；

步骤e，将步骤a和步骤c中采集数据，导入网络rtk算法模块中，对数据进行分析，所述网络rtk算法模块可以提高分析精确度；

步骤f，将所述网络rtk算法模块中分析后数据导入到高精度定位系统中进行分析，经过所述高精度定位系统分析后数据，传输回所述网络rtk算法模块，进行重新更精确的计算，所述更精确的计算后的数据传输回所述高精度定位系统中；

步骤g，将所述状态测定系统、姿态测定系统和高精度定位系统中分析反馈后数据导入传输系统中进行分析处理；

步骤h，将所述传输系统中分析后数据输出检测结果。

上述的汽车状态测控方法，所述步骤c中bd卫星定位信号模块，采用连续运行参考站系统为支撑，数据处理中心将各参考站观测值进行处理后，建立精确的差分信息解算模型；对解算出的高精度差分数据，利用无线网络技术改正信息传输给流动客户。

上述的汽车状态测控方法，所述步骤f中高精度定位系统为bd、gps定位系统和地基差分gps系统，对汽车位置进行高精度定位。

上述的汽车状态测控方法，所述步骤b中状态测定系统包括铂电阻温度传感器模块、电阻-电流变换模块、信号调理电路、模拟开关、模数转换模块、存储模块、fpga控制器、单片机、在线标校模块、电源模块和接口电路；

所述铂电阻温度传感器连接电阻-电流变换模块，所述电阻-电流变换模块连接所述信号调理电路；

所述信号调理电路连接所述模拟开关后连接模数转换模块；所述模数转换模块直接连接所述fpga控制器；所述fpga控制器输出数据给所述存储模块、接口电路和单片机；所述单片机数据由所述fpga控制器和所述在线标校提供；所述电源模块为所述铂电阻温度传感器模块、电阻-电流变换模块、信号调理电路、模拟开关、模数转换模块、存储模块、fpga控制器、单片机、在线标校模块和接口电路需要供电设备供电。

上述的汽车状态测控方法，所述铂电阻温度传感器、接电阻-电流变换模块和信号调理电路为十组。

有益效果：

第一、在本发明汽车状态测控方法中，针对特种无人汽车测控技术研究，网络rtk在高精度定位方面有着极大的技术优势；而网络rtk技术在特种无人汽车测控中的应用能够大大提供作业精度，使得特种车辆的在任意场景的使用成为了可能，从而大大的提供特种无人汽车的环境适应性。

第二，在本发明汽车状态测控方法中，在针对特种无人汽车在特种作业时候需要面临复杂电磁环境的干扰，同时由于特种汽车在处置特情时往往地理环境也是较为复杂的，为了解决地理环境复杂及电磁环境复杂的情况，需要采用超短波的方式，这样使得通信频段具备一定程度的绕射能力，在面临复杂电磁环境的情况，采用扩频通信的方式实现数据传送，从而提高通信抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明专利整体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例是一种汽车状态测控方法的具体实施例。

一种汽车状态测控方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤a，利用温度、气压和湿度的智能测定技术模块，监测汽车外部环境的温度、气压和湿度情况；

步骤b，将所述监测到的汽车外部的温度、气压和湿度情况数据，传输入状态测定系统中；所述状态测定系统和所述温度、气压和湿度的智能测定技术模块信息互相影响，所述状态测定系统在分析完相关数据后，重新调整信息分布，将数据传回所述温度、气压和湿度的智能测定技术模块，指导所述述温度、气压和湿度的智能测定技术模块动作；

步骤c，利用三维姿态采集模块、mcu模块、bd卫星定位信号模块和通信交换模块，监测汽车的三维姿态情况和运行状态；

三维姿态采集模块主要是对车本身的三维姿态进行测定，从而实现对车位置、方向的定位，保障特种作业汽车位置、方位和安全；通过采集传感器的数据，融合kalman滤波，输出实时的姿态数据，由于采用三轴加速度计和三轴磁传感器辅助三轴陀螺以及温度补偿的算法技术，实现全姿态优异的稳定性和实时性，不仅能输出姿态数据，通过修改系统参数，也能输出传感器原始数据，物理量，四元数等；同时还能修改系统运行周期。

通过对卫星定位信号、三轴姿态测定、电子罗盘的综合应用能够有效对车辆额姿态数据进行采集，在mcu模块中进行卡拉曼滤波和数据飞点剔除，从而得到一个高精度的姿态测定结果。

步骤d，将监测到的汽车的三维姿态情况和运行状态数据，导入姿态测定系统中进行分析处理；所述姿态测定系统分析数据后进行分析处理，做出指导操作，进一步指导所述三维姿态采集模块、mcu模块、bd卫星定位信号模块和通信交换模块监测路线和定位轨迹；

步骤e，将步骤a和步骤c中采集数据，导入网络rtk算法模块中，对数据进行分析，所述网络rtk算法模块可以提高分析精确度；

步骤f，将所述网络rtk算法模块中分析后数据导入到高精度定位系统中进行分析，经过所述高精度定位系统分析后数据，传输回所述网络rtk算法模块，进行重新更精确的计算，所述更精确的计算后的数据传输回所述高精度定位系统中；

步骤g，将所述状态测定系统、姿态测定系统和高精度定位系统中分析反馈后数据导入传输系统中进行分析处理；

步骤h，将所述传输系统中分析后数据输出检测结果。

所述的汽车状态测控方法，所述步骤c中bd卫星定位信号模块，采用连续运行参考站系统为支撑，数据处理中心将各参考站观测值进行处理后，建立精确的差分信息解算模型；对解算出的高精度差分数据，利用无线网络技术改正信息传输给流动客户。

所述的汽车状态测控方法，所述步骤f中高精度定位系统为bd、gps定位系统和地基差分gps系统，对汽车位置进行高精度定位。

cors系统就是指一个或若干个连续运行的、固定的gps/gnss参考站，利用现代计算机技术、数据通信技术和互联网技术组成的网络，实时地向不同需求、不同层次、不同类型的用户提供经过检验的不同类型的gps观测值(伪距，载波相位)，状态信息，各种改正数，以及其他有关gps服务项目的系统。它是目前gps测量技术发展的一个方向，是gps主板技术和网络rtk技术的发展的产物，cors的产生弥补了一些常规rtk的不足，促进了gps技术在测量和其他领域的应用。

网络rtk技术就是指以cors系统为支撑，数据处理中心将各参考站观测值进行处理并建立精确的差分信息解算模型，并解算出高精度的差分数据，再利用无线网络技术将改正信息发送给流动用户。

所述的汽车状态测控方法，所述步骤b中状态测定系统包括铂电阻温度传感器模块、电阻-电流变换模块、信号调理电路、模拟开关、模数转换模块、存储模块、fpga控制器、单片机、在线标校模块、电源模块和接口电路；

所述铂电阻温度传感器连接电阻-电流变换模块，所述电阻-电流变换模块连接所述信号调理电路；

所述信号调理电路连接所述模拟开关后连接模数转换模块；所述模数转换模块直接连接所述fpga控制器；所述fpga控制器输出数据给所述存储模块、接口电路和单片机；所述单片机数据由所述fpga控制器和所述在线标校提供；所述电源模块为所述铂电阻温度传感器模块、电阻-电流变换模块、信号调理电路、模拟开关、模数转换模块、存储模块、fpga控制器、单片机、在线标校模块和接口电路需要供电设备供电。

所述的汽车状态测控方法，所述铂电阻温度传感器、接电阻-电流变换模块和信号调理电路为十组。

状态姿态传输系统主要是利用超短波扩频通信系统对姿态、位置、状态信息进行传输，利用扩频通信系统使得系统具备多个特种汽车作业数据收集，支持码分多址的应用。

扩展频谱通信(spreadspectrumcommunication)是利用相互正交的不同编码分配给不同用户调制信号，将原信号的信母频谱带宽扩展，实现多用户同时使用同一频率接入系统和网络的通信。扩展频谱通信也称为码分多址通信(codedivisionmultipleaccess)。

无线通信信道主要特点是存在着衰耗、慢衰落和各类多径快衰落。其中对传输可靠性影响最大的是各类快衰落，它们是空间选择性衰落、频率选择性衰落和时间选择性衰落。有效消除信道衰落影响的技术是分集技术；无线分集技术是一项主要的抗衰落技术，它可以大大提高多径衰落信道下的传输可靠住。

在本发明汽车状态测控方法中，针对特种无人汽车测控技术研究，网络rtk在高精度定位方面有着极大的技术优势；而网络rtk技术在特种无人汽车测控中的应用能够大大提供作业精度，使得特种车辆的在任意场景的使用成为了可能，从而大大的提供特种无人汽车的环境适应性。

在本发明汽车状态测控方法中，在针对特种无人汽车在特种作业时候需要面临复杂电磁环境的干扰，同时由于特种汽车在处置特情时往往地理环境也是较为复杂的，为了解决地理环境复杂及电磁环境复杂的情况，需要采用超短波的方式，这样使得通信频段具备一定程度的绕射能力，在面临复杂电磁环境的情况，采用扩频通信的方式实现数据传送，从而提高通信抗干扰能力。

最后应说明的是：上述未提及的具体安装等可固定的连接方式，具体根据操作人员喜好选择，在此不设限；以上仅为本发明专利的优选实施例而已，并不用于限制本发明专利，尽管参照前述实施例对本发明专利进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。