基于DSP的车载GPS/DR组合导航系统硬件设计

2010-03-01 18:19:47来源: 微计算机信息 关键字:GPS  DR  组合导航  DSP  FPGA  TMS320VC33

摘要

      针对低成本组合导航技术发展的需要,结合主要传感器特点,本文介绍了以浮点DSP TMS320VC33为组合导航算法实现的核心处理器,利用TL16C554进行通信口扩展的GPS/DR组合导航系统的设计方案,给出了系统硬件的设计方法。所设计的系统具有体积小、成本低、实时性好、可靠性高、扩展性好等特点,具有广泛的应用价值。

1 引言

      目前,差分GPS水平定位精度已经达到3~5m,完全满足车辆定位精度的要求。但是,由于在城市高建筑群中或穿过立交桥时,常常会出现GPS信号遮挡问题,导致GPS不能正常定位。航位推算(DR)是常用的车辆定位技术,但方向传感器随时间积累误差较大,不能单独、长时间地使用。 采用组合导航系统能够利用GPS系统提供的位置和速度信息对DR系统的误差进行实时的校正和补偿;当GPS信号失锁时,又可通过DR系统完成航位推算,提高了组合导航系统的可靠性。

      组合导航系统除了要完成大量运算处理工作外,还要实现惯性测量单元IMU(陀螺仪和加速度计)和GPS等传感器的数据采集、与外部系统的通信、时序逻辑控制和人机接口等功能。在这种情况下,如果仅用一片DSP芯片,则系统的实时性能较差,因此多数组合系统都采用两个或多个DSP或是由一个或几个通用的微处理器MPU加上一个DSP构成主从式多处理器系统的方案。而目前利用DSP与FPGA结合的方案来处理高速的数字信号越来越被广泛采用。

2 GPS/DR组合导航系统组成

      该GPS/DR组合系统具有接收和处理里程计信息、电子罗盘信息、惯性测量单元IMU以及GPS的信息的功能,其系统组成主框图如图1所示。


  
图1 组合导航系统的组成框图

      GPS提供的绝对位置信息可以为DR提供推算定位的初始值并进行误差校正;另一方面,DR的推算结果可以用于补偿部分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组合起来,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 。

      中心处理单元的组成

     

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关键字:GPS  DR  组合导航  DSP  FPGA  TMS320VC33

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0301/article_1763.html
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