輔助移動載具定位的系統與方法
2023-05-07 00:55:46 1
輔助移動載具定位的系統與方法
【專利摘要】本發明為一種輔助移動載具定位的系統與方法，其主要由移動載具、移動載具訊號讀取單元、整合運算單元及定位單元。本發明結合載具的方向盤角度感知與距離/速度感知訊號，經過運算後提供原(衛星)定位裝置在收訊號不良或產生偏移的情況下，更可靠與準確的定位信息。本發明可有效改善衛星定位裝置的不足，使原(衛星)定位裝置無法取得足夠的定位信息、失效或異常時仍提供一個可靠的參考位置信息。
【專利說明】輔助移動載具定位的系統與方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種定位的方法，特別是涉及一種輔助移動載具定位的系統與方法。
【背景技術】
[0002]衛星定位系統在應用上無法克服因遮蔽(高架道路、隧道、行道樹、大樓等)所帶來定位失真的影響。專利《多用途輔助型GPS中繼系統》(公開(告)日期:2006/12/1，公開(告)號:200641383),公開了多用途輔助型 GPS (Global Posit1ning System,全球定位系統)中繼系統，使用行通訊系統傳遞輔助定位信息，僅能加強與增快衛星定位能力。並無法在定位失效、受到幹擾、飄移等情況發生輔助定位的作用。
[0003]專利《利用行動通訊作為DGPS精密定位之架構與方法》(公開(告)日期:2004/08/16，公開(告)號:200415369)，公開了利用行動通訊作為 DGPS(DifferentialGlobal Posit1ning System,差分全球定位系統)精密定位之架構與方法，以整合行動通訊與DGPS作為精密定位的方法。僅能解決定位飄移的問題，無法在GPS不良時達到輔助定位的效果。
[0004]專利《運用於定位服務之網絡輔助行動定位系統方法》(公開(告)日期:2006/01/1，公開(告)號:200601859)，公開了使用行動通訊網絡與基地臺等信息的方法輔助定位，精確度不若計算移動載具的物理量的結果來的高。
[0005]專利《載具之整合定位系統與方法》(公開(告)日期:2005/10/16，公開(告)號:200533945)，公開了使用慣性量測組件(加速計)作為整合定位的方法，但該方法有不易實施、成本較高且易受載具非移動性物理量的幹擾等缺點。
【發明內容】
[0006]由此可見，上述【背景技術】中慣用方式仍有諸多缺失，實非良善的設計，而亟待加以改良。
[0007]本案發明人鑑於上述慣用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本件發明。
[0008]本發明為車載終端設備技術的創新應用。本發明致力於車載終端設備研發已有多年，在通訊與定位技術上不斷提升技術層次，以提供客戶更好的服務質量。在衛星定位領域，更是領先業界採用SiRF第四代衛星定位晶片，大幅改善收訊效果。
[0009]然而，衛星定位晶片的發展趨勢是不斷提升靈敏度，使收訊微弱的條件下定位效果可得到改善，卻在遮蔽的環境下束手無策。換言之，此為衛星定位唯一的缺憾。本發明是結合載具的方向盤感知與距離/速度感知訊號經過運算後，提供原(衛星)定位失效下，更可靠與準確的定位信息，可有效提升本車隊管理服務可靠度並更具市場競爭力。
[0010]為達成上述發明目的輔助移動載具定位的方法，利用移動載具方向盤角度與取樣時間內移動的距離而估算一個參考輔助定位坐標，供原定位系統失效時取代。
[0011]其公式如下:
[0012]Xn+1 = Χη+ΔΧ……(I)
[0013]Υη+1 = Υη+ΔΥ……⑵
[0014]ΔΧ = S.sin δη......(3)
[0015]AY = S* cos δ η......(4)
[0016]其中，5……(5)
[0017]定義如下:
[0018]X1:橫(東西)向坐標位置 Λ X:橫(東西)位移距離
[0019]Y1:縱(南北)向坐標位置 Λ Y:縱(南北)位移距離
[0020]S:移動距離
[0021]δη:方位角Qtl:輔助定位原點之方位角。
[0022]另外，該輔助助定位坐標系統須要一個較精確且有參考意義的作為起始計算的原點(Xtl, Ytl),此原點來自於原定位系統系統尚未失去訊號或其定位狀態仍有效的情況下，再配合方向盤角度趨近0° 土誤差範圍內且維持行駛一段距離(如:2倍移動載具長度)後，才為輔助定位系統坐標的原點(Xci, Ytl)。載具移動的過程中，在上述條件符合的情況下不斷更新輔助定位的原點坐標(H)供輔助定位運算每個取樣時間後的坐標位置(Χη+1，Υη+1)。一旦定位系統失效或不可靠時，即採用輔助定位坐標作為實際坐標，而達到輔助該移動載具定位的目的。
[0023]本發明所提供的輔助移動載具定位的系統與方法，與其他慣用技術相互比較時，具備下列優點:
[0024]本發明利用移動載具所提供的方位角與速度信息，可大幅簡化安裝與使用的複雜度；
[0025]本發明直接利用移動載具本身的方位角與速度參考值，噪聲幹擾影像效較低、穩定性高；
[0026]本發明無須安裝額外的傳感器與裝置，有效降低購置成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明的輔助移動載具定位的系統的示意圖。
[0028]圖2為本發明的輔助移動載具定位的系統的實施例圖。
[0029]圖3為本發明的輔助移動載具定位的方法的流程圖。
[0030]圖4為本發明的輔助移動載具定位的方法的流程實施例圖。
[0031]符號說明:
[0032]10移動載具
[0033]11方向盤角度感知組件
[0034]12移動距離感知組件
[0035]20移動載具訊號讀取單元
[0036]21方向盤角度界面
[0037]22移動距離接口
[0038]30整合運算單元
[0039]40定位單元
[0040]10移動載具
[0041]11方向盤角度感知組件
[0042]12移動距離感知組件
[0043]20移動載具訊號讀取單元
[0044]21方向盤角度界面
[0045]22移動距離接口
[0046]30整合運算單元
[0047]40定位單元
[0048]101汽車
[0049]111方向盤角度感知組件
[0050]121移動距離感知組件
[0051]201CAN Bus 界面
[0052]211方向盤角度訊號
[0053]221移動距離訊號
[0054]401GPS衛星定位模塊
[0055]SlOO?S107:流程步驟
[0056]S200?S207:流程步驟
【具體實施方式】
[0057]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。
[0058]以下，結合附圖對本發明進一步說明:
[0059]本發明僅以移動載具的方向盤角度與取樣時間內所移動的距離等2個信息，即可達到輔助定位的目的。在原定位系統不可靠或失效時取代原定位系統以彌補缺失，並持續至原定位系統恢復正常功能。如此，該移動載具所屬的系統或定位相關的功能與服務，如:計程車派遣、車輛監控、追蹤、導航等。將因此輔助定位的應用，而無間斷地提供參考定位信息，使整體運作達到更可靠、便利與實用的效果。
[0060]本發明所提出的輔助移動載具定位的系統包括四大單元:(一)移動載具、(二)移動載具訊號讀取單元、(三)整合運算單元、(四)定位單元。執行此方法的運算核心是(三)整合運算單元；(三)整合運算單元由(二)移動載具訊號讀取單元，接收移動載具的方向盤角度與移動距離或速度信息後，在(四)定位單元訊號可靠的情況下，不斷計算更新原點位置，並持續計算輔助定位的位置。當定位單元不可靠時，即可由整合運算單元的定位數據作取代，達到輔助定位的功能以完成一套便利、準確、完善的定位系統。
[0061]請參閱圖1，圖1為本發明的輔助移動載具定位的系統的示意圖。如圖1所示，本發明應用於結合車載裝置與智能型手機的計程車監控派遣系統的系統架構圖，包括四大單元:(一)移動載具10、(二)移動載具訊號讀取單元20、(三)整合運算單元30、(四)定位單元40。。
[0062]請參閱圖2，圖2為本發明的輔助移動載具定位的系統的實施例圖。如圖2所示，以一實施例進行說明，以汽車101說明內建方向盤角度感知組件111及移動距離感知組件121,而該整合運算單元30藉由CAN BUS (Controller Area Network-BUS,控制器區域網總線技術)接口 201讀取車輛的方向盤角度訊號211與移動距離訊號221並讀取GPS衛星定位模塊401的位置、方向角與定位狀態。
[0063]其中整合運算單元處理CAN Bus接口的移動距離訊號與方向盤角度訊號的公式如下:
[0064]Xn+j = Xn+ Δ X......(I)
[0065]Yn+1 = Yn+ Δ Y……⑵
[0066]AX = S* sin δ η......(3)
[0067]AY = S* cos δ n......(4)
[0068]其中，久=慫+ΣΙ/?…(5)
[0069]定義如下:
[0070]X1:橫(東西)向坐標位置
[0071]Λ X:橫(東西)位移距離
[0072]Y1:縱(南北)向坐標位置
[0073]Λ Y:縱(南北)位移距離
[0074]S:移動距離
[0075]δη:方位角
[0076]Θ。:輔助定位原點之方位角。
[0077]請參閱圖3，圖3為本發明的輔助移動載具定位的方法的流程圖。如圖1及圖3所示，本發明的運作流程其步驟至少可包含:
[0078]SlOO定位信息接收；
[0079]SlOl是否定位訊息正確；
[0080]S102若是，判斷是否滿足輔助定位原點條件；
[0081]S103若是，更新輔助定位原點；
[0082]S104更新定位點，且當S102若否,更新定位點；
[0083]S105當SlOl若否，判斷是否已取得輔助定位原點，若否，重回SlOO定位信息接收；
[0084]S106當S105若是，輔助定位計算
[0085]S107更新輔助定位點；
[0086]請參閱圖4，圖4為本發明的輔助移動載具定位的方法的流程實施例圖。如圖2及圖4所示，以汽車為實施例進行說明本發明的方法流程，其步驟至少可包含:
[0087]S200定位信息接收；
[0088]S201判斷GPS狀態為有效且位移計算距離介於與之間；
[0089]S202若是，判斷是否滿足方向盤角度趨近於O度、誤差5度內且行駛移動載具長度；
[0090]S203若是，更新輔助定位原點；
[0091]S204更新定位點，當S202若否，更新定位點；
[0092]S205當S201若否，判斷是否已取得輔助定位原點，若否，重回S200定位信息接收；
[0093]S206若是，輔助定位計算；
[0094]S207更新輔助定位點。
[0095]上列詳細說明乃針對本發明的可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明的專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為的等效實施或變更，均應包含於本案的專利範圍中。
[0096]綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備慣用的傳統方法所不及的上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性的法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。
【權利要求】
1.一種輔助移動載具定位的系統，其特徵在於，至少包括: 移動載具，包含方向盤角度感知組件及移動距離感知組件，且感測方向盤角度變化的感知訊號及速度或固定移動距離產生的感知訊號，並計算移動距離； 移動載具訊號讀取單元，包含移動距離接口及方向盤角度接口，該方向盤角度接口讀取或偵測行車裡程與行車速度，接收該移動載具的感知訊號，並選擇直接讀取該些感知訊號或通過移動載具的計算機診斷接口讀取該些感知訊號； 整合運算單元，為中央處理器，接收該移動載具訊號讀取單元與定位單元所輸入的訊號進行運算處理； 定位單元，取得定位位置與方位角度，並具該單元定位訊號可靠度指針的定位裝置，將取得的訊號傳送至該整合運算單元。
2.根據權利要求1所述的輔助移動載具定位的系統，其特徵在於，該計算機診斷接口為OBDI1、CAN BUS、LIN BUS的通訊接口標準。
3.根據權利要求1所述的輔助移動載具定位的系統，其特徵在於，該定位裝置為全球衛星定位系統GPS。
4.一種輔助移動載具定位的方法，其特徵在於，至少包括步驟: A:接收定位信息並判斷是否定位正確； B:若是，判斷是否滿足輔助定位原點條件，若否，判斷是否取得輔助定位原點，若否，判斷是否已取得輔助定位原點； C:步驟B中，若是滿足輔助定位原點條件，更新輔助定位原點並更新定位點，若未滿足輔助定位原點條件，直接更新定位點； D:步驟B中，若已取得輔助定位原點時，進行輔助定位計算並更新輔助定位點，若未取得輔助定位原點重回步驟A重新定位信息接收。
5.根據權利要求4所述的輔助移動載具定位的方法，其特徵在於，判斷該步驟A定位正確，包括該定位單元狀態指示為有效且與上一個取樣定位的距離符合該移動載具中移動距離感知組件的位移計算。
6.根據權利要求4所述的輔助移動載具定位的方法，其特徵在於，判斷該步驟B是否滿足輔助定位原點條件，包括原定位點尚未失去訊號或其定位狀態仍有效的情況下，再配合該方向盤角度趨近0° 土誤差範圍內且維持行駛一段距離後，才為輔助定位原點(H)。
7.根據權利要求6所述的輔助移動載具定位的方法，其特徵在於，該段距離為該移動載具的長度。
8.根據權利要求6所述的輔助移動載具定位的方法，其特徵在於，該步驟D輔助定位計算為下列公式:
Χη+1 = Χη+ΔΧ ……(1) Υη+ι = Υη+ΔΥ……⑵
Δ X = S.sin δ η......(3)
Δ Υ = S.cos δ η......(4) 其中，麼……(5) 定義如下:X1:橫(東西)向坐標位置ΛΧ:橫(東西)位移距離Y1:縱(南北)向坐標位置ΔΥ:縱(南北)位移距離S:移動距離sn:方位角θ 0:輔助定位原點之方位角。
【文檔編號】G01S19/48GK104280757SQ201410525034
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2014年2月13日
【發明者】邱佳禾, 李燿光 申請人:中華電信股份有限公司