[發明專利]車輛導航方法及裝置

在審

• 申請號: 202110255357.4
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113029173A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 劉寧;喬利康;蘇中;李擎;劉福朝;趙旭;劉洪;范軍芳
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34;G01C25/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 曾紅芳

本發明公開了一種車輛導航方法及裝置。其中，該方法包括：獲取車輛運動路徑的慣性導航數據；根據慣性導航數據，通過噪聲參數適配器，確定每個時刻在濾波器更新中使用的協方差；根據協方差，對濾波器根據慣性導航數據確定的輸出狀態參數進行更新，其中，輸出狀態參數包括慣性導航數據的偏差估計值和偏差估計值對應的協方差；根據更新后的輸出狀態參數，對車輛進行導航。本發明解決了相關技術中車輛的慣性導航定位方式，精度差的技術問題。

技術領域

本發明涉及導航領域，具體而言，涉及一種車輛導航方法及裝置。

背景技術

智能車輛是一個集環境感知、規劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統，它集中運用了計算機、現代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動控制等技術，是典型的高新技術綜合體。需要知道智能車輛處在環境中的位置并且要知道車輛是如何通過環境的。激光雷達，超聲系統等成像傳感器測得的信息可以通過準確的車輛動態估計值來驗證。這樣可以確保整個運動過程都是安全的。全球導航衛星系統可以提供全球的導航定位服務，但是在通過一些密集的建筑區或者隧道時信號可能會丟失，造成相位跟蹤丟失，并且全球衛星定位系統有著實時性能差導航定位精度不夠高等缺點。慣性測量單元是測量物體三軸姿態角(或角速率)以及加速度的裝置。一般的，一個IMU包含了三個單軸的加速度計和三個單軸的陀螺，加速度計檢測物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導航坐標系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態。基于這些原因慣性測量單元成了智能車輛的關鍵部件。慣性導航系統(INS，Inertial Navigation System)也稱作慣性參考系統，是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量(如無線電導航那樣)的自主式導航系統。其工作環境不僅包括空中、地面，還可以在水下。傳統的慣性導航系統是利用IMU對時間進行積分運算。存在誤差較大，精確度差的問題。

針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種車輛導航方法及裝置，以至少解決相關技術中車輛的慣性導航定位方式，精度差的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種車輛導航方法，包括：獲取車輛運動路徑的慣性導航數據；根據所述慣性導航數據，通過噪聲參數適配器，確定每個時刻在濾波器更新中使用的協方差；根據所述協方差，對所述濾波器根據所述慣性導航數據確定的輸出狀態參數進行更新，其中，所述輸出狀態參數包括所述慣性導航數據的偏差估計值和所述偏差估計值對應的協方差；根據更新后的輸出狀態參數，對所述車輛進行導航。

可選的，獲取車輛運動路徑的慣性導航數據包括：通過加速度計和陀螺儀采集所述車輛的三軸加速度和三軸角速度；對采集的所述三軸加速度和三軸角速度進行預處理，所述預處理包括誤差補償處理，溫度補償處理。

可選的，根據所述慣性導航數據，通過噪聲參數適配器，確定每個時刻在濾波器更新中使用的協方差包括：將采集的所述三軸加速度和三軸角速度輸入所述噪聲參數適配器；所述噪聲參數適配器通過遞歸神經網絡，計算所述每個時刻在濾波器更新中使用的協方差。

可選的，將采集的所述三軸加速度和三軸角速度輸入所述噪聲參數適配器之前，還包括：從采集的所述三軸加速度數據和三軸角速度數據中，采樣一部分數據作為訓練數據；計算根據所述訓練數據通過所述濾波器得到輸出狀態參數，與所述訓練數據對應的真實軌跡之間的誤差；根據所述誤差對所述噪聲參數適配器的遞歸神經網絡進行權重調整；對調整后的遞歸神經網絡，通過優化器進行更新。

可選的，根據所述協方差，對所述濾波器根據所述慣性導航數據確定的輸出狀態參數進行更新之前，還包括：將所述慣性導航數據輸入所述濾波器；通過所述濾波器根據迭代擴展卡爾曼濾波IEKF對所述慣性導航數據進行計算，得到對應的輸出狀態參數。