[發(fā)明專利]一種MEMS-IMU模塊組合里程計(jì)的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911380879.6
• 申請(qǐng)日: 2019-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN111060096B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾令侃;易凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢邁普時(shí)空導(dǎo)航科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/16
• 分類號(hào): G01C21/16;G01C21/20;G01C21/34
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 唐勇

本發(fā)明公開了一種MEMS?IMU模塊組合里程計(jì)的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，涉及導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括獲取里程計(jì)輸出的原始脈沖采樣計(jì)數(shù)序列；獲取MEMS?IMU模塊輸出的前向加速度序列，所述里程計(jì)和MEMS?IMU模塊位于同一車輛上；基于獲取的原始脈沖采樣計(jì)數(shù)序列，并基于里程計(jì)分辨率和車輪尺寸，計(jì)算得到單位時(shí)間內(nèi)的平均速度；基于獲取的MEMS?IMU模塊的前向加速度序列，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量；根據(jù)計(jì)算出的單位時(shí)間內(nèi)的平均速度，以及單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻車輛的瞬時(shí)速度。本發(fā)明能夠有效保證里程計(jì)在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的使用效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MEMS-IMU模塊組合里程計(jì)的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

組合導(dǎo)航系統(tǒng)是自動(dòng)駕駛行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，已被廣泛使用。目前基于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)/慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)的導(dǎo)航系統(tǒng)能夠提高連續(xù)高精度的定位定姿結(jié)果，但由于INS系統(tǒng)器件誤差會(huì)隨時(shí)間發(fā)散，因此GNSS/INS導(dǎo)航中需要依賴高精度的GNSS定位結(jié)果來估計(jì)INS器件誤差，但是在城市環(huán)境中，GNSS信號(hào)極易受到干擾或遮擋，導(dǎo)致組合導(dǎo)航結(jié)果因誤差較大而無法滿足自動(dòng)駕駛需求，因此，通常會(huì)在組合導(dǎo)航系統(tǒng)里增加里程計(jì)，使用里程計(jì)觀測信息結(jié)合非完整性約束輔助車載組合導(dǎo)航。

但當(dāng)前里程計(jì)獲取方式是通過兩次采樣間隔輸出的脈沖計(jì)數(shù)值之差和里程計(jì)編碼器本身的分辨率、車輪直徑計(jì)算得來，該方法獲取到的里程計(jì)速度存在嚴(yán)重的噪聲，常規(guī)降低噪聲的處理方式是累積一段時(shí)間計(jì)算平均速度，但這種方法導(dǎo)致計(jì)算出的速度存在延時(shí)且輸出頻率降低，降低里程計(jì)在實(shí)時(shí)組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種MEMS-IMU模塊組合里程計(jì)的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，能夠有效保證里程計(jì)在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中的使用效果。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供的一種MEMS-IMU模塊組合里程計(jì)的數(shù)據(jù)處理方法，包括以下步驟：

獲取里程計(jì)輸出的原始脈沖采樣計(jì)數(shù)序列；

獲取MEMS-IMU模塊輸出的前向加速度序列，所述里程計(jì)和MEMS-IMU模塊位于同一車輛上；

基于獲取的原始脈沖采樣計(jì)數(shù)序列，并基于里程計(jì)分辨率和車輪尺寸，計(jì)算得到單位時(shí)間內(nèi)的平均速度；

基于獲取的MEMS-IMU模塊的前向加速度序列，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量；

根據(jù)計(jì)算出的單位時(shí)間內(nèi)的平均速度，以及單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻車輛的瞬時(shí)速度。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述基于獲取的原始脈沖采樣計(jì)數(shù)序列，并基于里程計(jì)分辨率和車輪尺寸，計(jì)算得到單位時(shí)間內(nèi)的平均速度，具體步驟包括：

基于獲取的原始脈沖采樣計(jì)數(shù)序列，并基于里程計(jì)分辨率和車輪尺寸，計(jì)算得到當(dāng)前采樣時(shí)間間隔內(nèi)的速度，其中，當(dāng)前采樣時(shí)間間隔內(nèi)的速度的計(jì)算公式為：

其中，V_odo表示當(dāng)前采樣時(shí)間間隔內(nèi)的速度，M_cur表示當(dāng)前采樣時(shí)刻的脈沖計(jì)數(shù)值，M_pre表示前一采樣時(shí)刻的脈沖計(jì)數(shù)值，C_wheel表示車輪周長，P_odo表示里程計(jì)編碼器分辨率，Δt表示兩次采樣時(shí)間間隔；

基于計(jì)算得到的當(dāng)前采樣時(shí)間間隔內(nèi)的速度，計(jì)算得到單位時(shí)間內(nèi)的平均速度，其中，計(jì)算得到單位時(shí)間內(nèi)的平均速度，計(jì)算公式為：

其中，表示單位時(shí)間內(nèi)的平均速度，T_k表示當(dāng)前采樣時(shí)刻，T_k-1表示前一采樣時(shí)刻，n_odo表示從T_k～T_k-1時(shí)間內(nèi)里程計(jì)采樣次數(shù)。