嵌入式GPS/DR组合导航系统的硬件设计与实现

摘要

随着城市车辆的日益增多和城市规模的不断扩大,利用现代智能交通系统来协调城市车辆的最优运行已成为当今国内外的研究热点。但它同时有其致命的弱点,它必须收到空中未被遮挡的卫星信号才能提供准确、连续的位置信息。当GPS信号被树木、城市高层建筑和桥梁等遮挡或GPS接收不到四颗及以上的卫星信号时,GPS接收机将无法输出有效信息。DR系统是较常用的自主式车辆定位技术,它是利用距离传感器和方位传感器测量出车辆的行驶距离、速度和方位。在短时间内这些传感器精度较高且成本低;但对于长时间的定位需要采取措施避免误差累积,需要给定初始位置信息,无法单独定位。将GPS定位与DR(Dead Reckoning)定位方式组合起来,利用GPS可确保移动车辆在丢失卫星信号时仍能有效地确定车辆所在的位置,利用DR的推算结果可用于补偿部分GPS定位中的随机误差,从而平滑定位轨迹。所以利用适当的方法将两种系统结合起来,充分利用其定位信息的互补性,就能够获得比单独使用任何一种方法时都要高的定位精度和可靠性。 DR传感器主要包括距离传感器和方位传感器。距离传感器负责收集汽车行驶的速度和距离信息,方位传感器可以测出汽车行驶的方位信息,本文采用的DR传感器包括里程计传感器和电子罗盘。由于车载组合定位导航系统所接传感器较多,而且速度较快,CPU进行信息处理的数据量也比较大,而且对速度的要求也比较高。一般的单片机和低端的ARM是满足不了系统要求。本文采用INTEL公司PXA255处理器,处理的速度400M,可以满足车载系统的需要。