[發(fā)明專利]一種基于車速和角速度的慣性導(dǎo)航方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811484608.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109737954B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳劍波;肖鵬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都路行通信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/16
• 分類號(hào): G01C21/16;G01C21/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于車速和角速度的慣性導(dǎo)航方法，S1：過(guò)濾陀螺儀零飄；并獲取初始位置經(jīng)緯度；S2：在車載設(shè)備獲取的車速不為0時(shí)，基于采樣頻率F對(duì)陀螺儀采集的角速度進(jìn)行積分，得到車輛偏移角度；基于采樣頻率F對(duì)車載設(shè)備獲取的車速進(jìn)行積分，得到車輛行駛路程；從而得到每一次采樣相對(duì)于初始位置的位置偏移向量；S3：基于初始位置的經(jīng)緯度，將每一次采樣得到的位置偏移向量轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。通過(guò)本發(fā)明的方法，僅需借助車輛的車載設(shè)備接口和低成本的傳感器，即可以在較低成本的情況下，實(shí)現(xiàn)車輛慣性導(dǎo)航。相較于現(xiàn)有慣導(dǎo)算法，對(duì)于傳感器的精度要求低，也降低了器件的安裝和維護(hù)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛定位領(lǐng)域，尤其是一種基于車速和角速度的慣性導(dǎo)航方法。

背景技術(shù)

市面上的車輛定位設(shè)備一般采用GPS作為車輛定位的主要手段，當(dāng)車輛在隧道，停車場(chǎng)或者其他沒(méi)有GPS信號(hào)的環(huán)境下需要其他輔助定位手段來(lái)進(jìn)行車輛的實(shí)時(shí)定位，一般采用慣導(dǎo)算法進(jìn)行輔助定位，但是通常的慣導(dǎo)算法對(duì)于傳感器的精度要求較高，通常需要六軸傳感器，成本也比較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種利用車載設(shè)備和低成本傳感器實(shí)現(xiàn)慣導(dǎo)的方法，精簡(jiǎn)慣導(dǎo)算法，降低系統(tǒng)成本。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于車速和角速度的慣性導(dǎo)航方法，包括以下步驟：

S1：過(guò)濾陀螺儀零飄；并獲取初始位置經(jīng)緯度；

S2：在車載設(shè)備獲取的車速不為0時(shí)，基于采樣頻率F對(duì)陀螺儀采集的角速度進(jìn)行積分，得到車輛偏移角度；基于采樣頻率F對(duì)車載設(shè)備獲取的車速進(jìn)行積分，得到車輛行駛路程；從而得到每一次采樣相對(duì)于初始位置的位置偏移向量；采樣頻率F為密集采樣頻率(即高頻采樣，以確保相鄰定位點(diǎn)間的相對(duì)距離足夠小，從而提高慣導(dǎo)精度)；車載設(shè)備為獲取汽車車速的設(shè)備；

S3：基于初始位置的經(jīng)緯度，將每一次采樣得到的位置偏移向量轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。

過(guò)濾零飄可以避免陀螺儀漂移導(dǎo)致定位的漂移，進(jìn)而可以提高慣導(dǎo)與實(shí)際行車路徑的匹配度。同時(shí)，本方案在行車過(guò)程中，基于同一初始位置進(jìn)行相對(duì)位置計(jì)算，可以確保在同一次慣導(dǎo)中，各沿途的定位的相對(duì)位置與實(shí)際情況相吻合。

進(jìn)一步的，所述S2中，基于采樣頻率F對(duì)陀螺儀采集的角速度進(jìn)行積分具體為：

在每個(gè)采樣周期內(nèi)，陀螺儀進(jìn)行的tic次采樣過(guò)程中，每一次采樣，均以以下公式計(jì)算出的該次采樣偏移的角度angle：

angle＝angle′+(Gry_Z_i-err′)*T；

其中，angle′為陀螺儀上一次采樣時(shí)，計(jì)算出的偏移角度，angle為當(dāng)前陀螺儀采樣時(shí)，計(jì)算出的偏移角度，Gry_Z_i為陀螺儀第i次采樣時(shí)采集的角速度(0≤i≤tic)，err′為上一采樣周期內(nèi)的誤差修正值，T為采樣時(shí)長(zhǎng)，tic為采樣周期內(nèi)的采樣率。

增加對(duì)角速度的修正值，以使計(jì)算值與實(shí)際值更加吻合，進(jìn)而確保慣導(dǎo)路徑與實(shí)際行車路徑更加匹配。

進(jìn)一步的，在S1-S3過(guò)程中，還包括：通過(guò)車載設(shè)備獲取車速，通過(guò)陀螺儀獲取角速度，在車速與角速度不滿足以下?tīng)顟B(tài)時(shí)，對(duì)角速度誤差修正值進(jìn)行更新：車速在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)t內(nèi)保持在預(yù)設(shè)車速v以上，且角速度a未超出預(yù)設(shè)門(mén)限值k。在車輛接近直線行駛過(guò)程中，無(wú)需對(duì)角速度進(jìn)行修正，進(jìn)而有效節(jié)省了慣導(dǎo)算力，同時(shí)，避免了運(yùn)算帶來(lái)的定位誤差，可使慣導(dǎo)路徑更加準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)車速為60Km/h。需要說(shuō)明的是，設(shè)置60Km/h相較于其它值，可以使對(duì)角速度誤差的修正節(jié)點(diǎn)更加準(zhǔn)確、及時(shí)，進(jìn)而使得對(duì)慣導(dǎo)路徑的修正更加準(zhǔn)確、及時(shí)，設(shè)置為其它值，可能導(dǎo)致對(duì)角速度的修正提前導(dǎo)致誤修正，或者修正延長(zhǎng)導(dǎo)致修正不及時(shí)。