[發明專利]一種基于慣性傳感器的里程測量方法有效
| 申請號： | 202010050947.9 | 申請日： | 2020-01-17 |
| 公開（公告）號： | CN110873575B | 公開（公告）日： | 2020-06-23 |
| 發明（設計）人： | 郭晟;阮雙雙;郭向欣;劉建 | 申請（專利權）人： | 立得空間信息技術股份有限公司 |
| 主分類號： | G01C22/00 | 分類號： | G01C22/00 |
| 代理公司： | 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 羅飛 |
| 地址： | 430223 湖北省武漢市東湖新技*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 慣性 傳感器 里程 測量方法 | ||
本發明公開了一種基于慣性傳感器的里程測量方法，首先將MEMS慣性測量單元MEMS?IMU通過預先設計的結構件固連安裝于車輪中心；接著通過靜態標定方法獲取車載POS?IMU與MEMS?IMU之間的安裝角度關系；接著將MEMS?IMU上電后，獲得第一陀螺數據和第一加速度信息，并實時接收車載POS系統輸出的IMU數據；接下來根據第一加速度信息、車載POS系統輸出的IMU數據以及車載POS系統與MEMS?IMU之間的安裝角度關系，計算車輪的第一里程速度；然后根據第一陀螺數據中的Y軸陀螺輸出信息和預設夾角計算車輪的第二里程速度；再將第一里程速度與第二里程速度進行融合，得到目標里程速度。本發明的方法可以避免常規車載里程計安裝復雜的問題，提高測量精度。
技術領域
本發明涉及慣性與導航技術領域，具體涉及一種基于慣性傳感器的里程測量方法。
背景技術
傳統磁式里程計通常由磁性傳感器和磁條組成，安裝在車輪內部上的編碼器，編碼器每轉一圈會觸發固定數量的脈沖，從而記錄對應車輪所轉圈數。由于預先知道的車輪的直徑和輪間距，編碼器就可以把記錄的數據轉化成車輪行駛的距離。
本申請發明人在實施本發明的過程中，發現現有技術的方法，至少存在如下技術問題：
磁式傳統里程計對安裝車輪要求空間大，且安裝操作復雜、成本較高，不利于大規模量產應用。
由此可知，現有技術中的方法存在操作復雜的技術問題。
發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種基于慣性傳感器的里程測量方法，用以解決或者至少部分解決現有技術中的方法存在的操作復雜的技術問題。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于慣性傳感器的里程測量方法，包括：
步驟S1：將MEMS慣性測量單元MEMS-IMU通過預先設計的結構件固連安裝于車輪中心，使得MEMS-IMU的XOY平面與車輪平面之間呈一個預設夾角，其中，車上安裝有POS系統；
步驟S2：通過靜態標定方法獲取車載POS-IMU與MEMS-IMU之間的安裝角度關系；
步驟S3：將MEMS-IMU上電后，獲得第一陀螺數據和第一加速度信息，并實時接收車載POS系統輸出的IMU數據，其中，第一陀螺數據包括三軸陀螺輸出信息；
步驟S4：根據第一加速度信息、車載POS系統輸出的IMU數據以及車載POS系統與MEMS-IMU之間的安裝角度關系，計算車輪的第一里程速度；
步驟S5：根據第一陀螺數據中的Y軸陀螺輸出信息和預設夾角計算車輪的第二里程速度；
步驟S6：將第一里程速度與第二里程速度進行融合，得到目標里程速度。
在一種實施方式中，第一加速度信息包括三軸加速度輸出信息，車載POS系統輸出的IMU數據包括車載POS-IMU測量的第二加速度信息，步驟S4具體包括：
步驟S4.1：根據第二加速度信息、車載POS系統與MEMS-IMU之間的安裝角度關系，獲取POS-IMU的第二加速度信息在車輪MEMS坐標系X軸和Y軸的投影：
其中，、、分別表示車載POS-IMU輸出的第二加速度信息在車輪MEMS坐標系X軸、Y軸、Z軸的投影，表示車載POS-IMU測量到的第二加速度信息，表示車載POS系統與MEMS-IMU之間的安裝角度關系；
步驟S4.2：根據POS-IMU的第二加速度信息在車輪MEMS坐標系X軸和Y軸的投影、車輪MEMS坐標系下第一加速度信息中X軸和Y軸的加速度輸出信息，計算車輪MEMS坐標系Y軸在時刻k轉過的角度：
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