3D慣性導(dǎo)航模組制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種3D慣性導(dǎo)航模組。本實(shí)用新型專利技術(shù)中，包括定位芯片組、26MHz晶體、32.768KHz晶振、3D加速度傳感器和3D陀螺儀(角速度傳感器)、串行通訊接口、速度脈沖訊號(hào)接口和方向信號(hào)以及內(nèi)置閃存，NEO-M8L獨(dú)立式模塊將高性能M8并行定位引擎與3D車載慣性導(dǎo)航(ADR)技術(shù)相結(jié)合，從而為道路汽車應(yīng)用提供100％的覆蓋和連續(xù)的3D定位。NEO-M8L模塊提供高靈敏度、快速GNSS信號(hào)捕獲和跟蹤，需要的系統(tǒng)集成工作少。該模塊的板載3D加速度計(jì)、3D陀螺儀傳感器和自動(dòng)校準(zhǔn)速度脈沖輸入為道路車輛ADR應(yīng)用提供了完整的解決方案。無論是前裝或者后裝的車載電子應(yīng)用，模塊方向都可以靠直接的一次性配置安裝完成。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及汽車前裝慣性導(dǎo)航模組。
技術(shù)介紹
隨著電子設(shè)備技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)的革新，汽車內(nèi)置導(dǎo)航設(shè)備已經(jīng)成為汽車領(lǐng)域標(biāo)配產(chǎn)品，在現(xiàn)在的汽車導(dǎo)航儀行業(yè)中，由于產(chǎn)品的多元化造成機(jī)型繁多，當(dāng)前車輛的導(dǎo)航主要依賴于GPS或者北斗定位系統(tǒng)，工作時(shí)必須要同時(shí)接收到四顆或是四顆以上的有效衛(wèi)星信號(hào)才能正確定位車輛位置，無GPS信號(hào)時(shí)則無法實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，例如，當(dāng)車輛行駛在隧道和城市的高樓群之間時(shí)，車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)因?yàn)樾l(wèi)星信號(hào)的衰減而不能導(dǎo)航定位。尤其現(xiàn)在隨著家用汽車的日益增多，底下停車場(chǎng)或者地上多層停車場(chǎng)數(shù)量也會(huì)越來越多，面積更是越來越大，汽車駕駛?cè)嗽谕＼噲?chǎng)中繞了很長(zhǎng)的時(shí)間都找不到正確的出口，所以對(duì)于3D慣性導(dǎo)航的需求也越來越強(qiáng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種車載慣性導(dǎo)航模組，其特征在于，包括：陀螺儀，用于測(cè)量車身的旋轉(zhuǎn)角度，并將所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)角度分別傳輸至中央處理單元及軌跡運(yùn)算單元；里程計(jì)，用于測(cè)量車輛的行駛速度，并將所測(cè)量的行駛速度傳輸至軌跡運(yùn)算單元；參考旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)車身的參考旋轉(zhuǎn)角度，并將參考旋轉(zhuǎn)角度傳輸至中央處理單元；中央處理單元，根據(jù)相同時(shí)間段內(nèi)車身的參考旋轉(zhuǎn)角度及陀螺儀計(jì)算的車輛旋轉(zhuǎn)角度輸出相應(yīng)的誤差校正指令到陀螺儀刻度因子校正單元；陀螺儀刻度因子校正單元，根據(jù)中央處理單元的誤差校正指令校正陀螺儀的刻度因子；存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)電子導(dǎo)航地圖；軌跡運(yùn)算單元，根據(jù)陀螺儀測(cè)量的車身旋轉(zhuǎn)角度、里程計(jì)測(cè)量的車輛行駛速度及陀螺儀刻度因子校正單元的陀螺儀刻度因子計(jì)算車輛的行駛軌跡；導(dǎo)航匹配單元，獲取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元的電子導(dǎo)航地圖，將車輛的行駛軌跡與電子導(dǎo)航地圖進(jìn)行匹配，并將匹配結(jié)果傳輸至輸出單元進(jìn)行導(dǎo)航輸出。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)的實(shí)施方式公開了一種3D慣性導(dǎo)航模組，是定位芯片組模組，其特征在于，包括射頻摸組、DigitalBlock、PowerBlock、CPU以及接口；所述射頻模組包括內(nèi)置LNA、兩個(gè)RF通路和分?jǐn)?shù)頻率合成器；所述DigitalBlock，是將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算，得到需要的經(jīng)緯度信息并保存下來；所述PowerBlock包含PMU和一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器，將設(shè)備端提供的電壓轉(zhuǎn)換為模塊內(nèi)工作所需電壓范圍，從而給模組工作進(jìn)行供電，使內(nèi)部DC/DC轉(zhuǎn)換器利用設(shè)備端電源的效率更高而降低功耗，所述CPU是控制整個(gè)模塊有序工作的核心部分，用于處理各個(gè)模塊。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)的實(shí)施方式公開了一種3D慣性導(dǎo)航模組，包括定位芯片組、26MHz晶體、32.768KHz晶振、3D加速度傳感器和3D陀螺儀(角速度傳感器)、串行通訊接口、速度脈沖訊號(hào)接口和方向信號(hào)以及內(nèi)置閃存；定位芯片組的特征在于，包括射頻摸組、DigitalBlock、PowerBlock、CPU以及接口；26M晶體為該模組工作提供時(shí)鐘基準(zhǔn)，為所有算法運(yùn)算提供時(shí)間參考。32.768KHz晶振為該模組內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)保存提供時(shí)間信號(hào)。3D加速度傳感器和3D陀螺儀(角速度傳感器)為該系統(tǒng)工作提供加速度和角速度信號(hào)，為該系統(tǒng)3D慣性導(dǎo)航運(yùn)算的核心部件。串行通訊接口使得慣性導(dǎo)航模塊能夠與汽車控制MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。速度脈沖訊號(hào)接口和方向信號(hào)將汽車的速度脈沖和前進(jìn)或者倒車信號(hào)傳送給慣性導(dǎo)航定位模塊。內(nèi)置閃存為該系統(tǒng)提供存儲(chǔ)空間，針對(duì)模塊內(nèi)部傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和配置命令進(jìn)行數(shù)據(jù)保存以及對(duì)模塊進(jìn)行固件的軟件升級(jí)，以免掉電后數(shù)據(jù)丟失。本技術(shù)實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于：本技術(shù)的車載慣性導(dǎo)航模組當(dāng)失去衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，通過獲取車輛的角速度變化量和加速度以及輪胎轉(zhuǎn)速差的數(shù)據(jù)(速度脈沖信號(hào))，并通過一系列計(jì)算，對(duì)車輛進(jìn)行導(dǎo)航定位，有效解決了沒有衛(wèi)星信號(hào)的情況下，車輛不能導(dǎo)航定位或?qū)Ш蕉ㄎ徊环€(wěn)定的情況，從而大大提高車輛導(dǎo)航定位的穩(wěn)定性。附圖說明圖1是本技術(shù)第一實(shí)施方式中車載慣性導(dǎo)航模組的內(nèi)部框架圖；圖2是本技術(shù)第二實(shí)施方式中車載慣性導(dǎo)航模組的原理圖；圖3是本技術(shù)第二實(shí)施方式中車載慣性導(dǎo)航模塊封裝外形圖。具體實(shí)施方式在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。為使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本技術(shù)第一實(shí)施方式涉及一種3D慣性導(dǎo)航模組。圖1是車載慣性導(dǎo)航模組的內(nèi)部框架圖。具體地說，如圖1所示，該3D慣性導(dǎo)航定位模組包括定位芯片組、26MHz晶體、32.768KHz晶振、3D加速度傳感器和3D陀螺儀(角速度傳感器)、串行通訊接口、速度脈沖訊號(hào)接口和方向信號(hào)以及內(nèi)置閃存；定位芯片組包括其特征在于，包括射頻摸組、DigitalBlock、PowerBlock、CPU以及接口；26M晶體為該模組工作提供時(shí)鐘基準(zhǔn)。為所有算法運(yùn)算提供時(shí)間參考。32.768KHz晶振為該模組內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)保存提供時(shí)間信號(hào)。3D加速度傳感器和3D陀螺儀(角速度傳感器)為該系統(tǒng)工作提供加速度和角速度信號(hào)。為該系統(tǒng)3D慣性導(dǎo)航運(yùn)算的核心部件。串行通訊接口為使得慣性導(dǎo)航模組能夠與汽車控制MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。速度脈沖訊號(hào)接口和方向信號(hào)將汽車的速度脈沖和前進(jìn)或者倒車信號(hào)傳送給慣性導(dǎo)航定位模組。內(nèi)置閃存為該系統(tǒng)提供存儲(chǔ)空間，針對(duì)模塊內(nèi)部傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和配置命令進(jìn)行數(shù)據(jù)保存。以免掉電后數(shù)據(jù)丟失。該車載慣性導(dǎo)航模組，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、串行通訊接口、數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集車輛的角速度變化量的角速度傳感器和用于采集車輛加速度的加速計(jì)以及用于采集輪胎轉(zhuǎn)速差的輪胎轉(zhuǎn)速差傳感器，所述角速度傳感器、加速計(jì)和輪胎轉(zhuǎn)速差傳感器通過數(shù)據(jù)線電連接串行通訊接口。優(yōu)選的，所述角速度傳感器和加速計(jì)分別為三軸陀螺儀和三軸加速計(jì)。優(yōu)選的，所述串行通訊接口包含USB,UART,SPI,12C。優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊為慣性導(dǎo)航模塊內(nèi)置的閃存。本技術(shù)第二實(shí)施方式涉及一種3D慣性導(dǎo)航模組。圖2至圖3分別是車載慣性導(dǎo)航模組的設(shè)計(jì)原理圖和封裝外形圖。圖2所示為該3D慣性導(dǎo)航模組的設(shè)計(jì)原理圖。其中慣性導(dǎo)航模組pin7,10,12,13,24接地。pin10為RF_IN,即GPS衛(wèi)星信號(hào)通過天線接收通過該腳位傳送給GPS模塊，從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。pin4腳位為車輛速度脈沖信號(hào)接入腳。為模塊提供車輛速度信息。pin15為車輛行駛方向信號(hào)提供腳位。比如車輛向前行駛輸入信號(hào)位高電平，倒車時(shí)輸入信號(hào)位低電平。pin20,21為該模塊串行通信接口(UART)信號(hào)線。pin22,23為該模塊供電腳位。其余腳位懸空。圖3所示為3D慣性導(dǎo)航模組的封裝外形圖。本3D慣性導(dǎo)航模組內(nèi)部包括定本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種3D慣性導(dǎo)航模組，是定位芯片組模組，其特征在于，包括射頻摸組、Digital?Block、Power?Block、CPU以及接口；所述射頻模組包括內(nèi)置LNA、兩個(gè)RF通路和分?jǐn)?shù)頻率合成器；所述Digital?Block，是將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算，得到需要的經(jīng)緯度信息并保存下來；所述Power?Block包含PMU和一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器，將設(shè)備端提供的電壓轉(zhuǎn)換為模塊內(nèi)工作所需電壓范圍，從而給模組工作進(jìn)行供電，使內(nèi)部DC/DC轉(zhuǎn)換器利用設(shè)備端電源的效率更高而降低功耗，所述CPU是控制整個(gè)模塊有序工作的核心部分，用于處理各個(gè)模塊。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種3D慣性導(dǎo)航模組，是定位芯片組模組，其特征在于，包括射頻摸組、DigitalBlock、PowerBlock、CPU以及接口；
所述射頻模組包括內(nèi)置LNA、兩個(gè)RF通路和分?jǐn)?shù)頻率合成器；
所述DigitalBlock，是將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算，得到需要的經(jīng)緯度信息并保存下來；
所述PowerBlock包含PMU和一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器，將設(shè)備端提供的電壓轉(zhuǎn)換為模塊內(nèi)工作所需電壓范圍，從而給模組工作進(jìn)行供電，使內(nèi)部DC/DC轉(zhuǎn)換器利用設(shè)備端電源的效率更高而降低功耗，
所述CPU是控制整個(gè)模塊有序工作的核心部分，用于處理各個(gè)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D慣性導(dǎo)航模組，其特征在于，還包括一個(gè)32.768K晶振，為該模組內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)保存提供時(shí)間信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D慣性導(dǎo)航模組，其特征在于，還包括一個(gè)26M晶體，為...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳堅(jiān)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海全一通訊技術(shù)有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：上海;31