[發(fā)明專利]一種用于二輪車的定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110348925.5
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112985426B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 冷文;史春濤
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: G01C21/28
• 分類號: G01C21/28
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 薄華宇

1.一種用于二輪車的定位方法，其特征是，包括以下步驟：

S1：安裝里程計、陀螺儀和角度傳感器，并對里程計和角度傳感器進行標定；

S2：獲取里程計、陀螺儀和角度傳感器的測量誤差的標準差參數(shù)；

S3：建立狀態(tài)方程和觀測方程；

S4：測量二輪車運動過程中的運動參數(shù)；

S5：處理測量結(jié)果；

其中，步驟S3包括以下子步驟：

S301：構(gòu)建狀態(tài)方程：

狀態(tài)變量為[Δx_k Δy_k ΔS_k θ_k Δθ_k]^T，其中，

Δx_k Δy_k：k時刻二輪車在X、Y軸的位置偏移量；

ΔS_k：k時刻二輪車整體的位置偏移量；

θ_k：k時刻的二輪車車體的運動方向?qū)慕嵌龋?/p>

Δθ_k：k時刻的二輪車的運動方向?qū)慕嵌绕屏浚?/p>

狀態(tài)方程如下：

[Δx_k+1 Δy_k+1 ΔS_k+1 θ_k+1 Δθ_k+1]^T＝f([Δx_k Δy_k ΔS_k θ_k Δθ_k]^T) (1)

其中，

其中，l_f和l_r為前輪和后輪到車輛重心的距離，δ_fk是二輪車前輪的偏轉(zhuǎn)角，ω_s和ω_θ是位移測量誤差的方差和角度測量誤差的方差，狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣為：

狀態(tài)方程的誤差方差確定為Q＝1×10^-2；

S302：構(gòu)建觀測方程：

觀測變量為：里程計k+1時刻的測量結(jié)果、角度傳感器k時刻的測量結(jié)果和陀螺儀k+1時刻的測量結(jié)果；

其中，與狀態(tài)變量的關(guān)系如下：

其中，ΔS_k+1來自里程計k+1時刻的測量結(jié)果，β_k來自角度傳感器k時刻的測量結(jié)果，θ_{gyro_k+1}和Δθ_{gyro_k+1}自陀螺儀k+1時刻的測量結(jié)果；觀測矩陣為：

觀測誤差的標準差采用步驟S302獲得的針對不同傳感器的觀測誤差參數(shù)，即：R＝[里程計觀測誤差方差角度傳感器觀測誤差方差陀螺儀觀測誤差方差]。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二輪車的定位方法，其特征是，所述里程計包括霍爾傳感器和磁鐵片；

安裝里程計具體為：將磁鐵片安裝在二輪車后輪輪轂上，將霍爾傳感器安裝在二輪車后輪支架上；

對所述里程計進行標定具體為：測量二輪車后輪的直徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二輪車的定位方法，其特征是，安裝陀螺儀具體為：將陀螺儀安裝在二輪車車體上除前把和前輪外的位置上，且保持陀螺儀與地面水平，使陀螺儀的轉(zhuǎn)動與二輪車車體轉(zhuǎn)動保持一致。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二輪車的定位方法，其特征是，安裝角度傳感器具體為：將角度傳感器安裝在二輪車前把上，其中，角度傳感器的中心軸安裝在二輪車前把的軸上；角度傳感器的殼體安裝在二輪車前把的連接體上；

對角度傳感器進行標定具體包括以下子步驟：

S101：將二輪車擺正，并使前輪的著地點位于角度尺的原點，標定此時角度傳感器的測量值為0°；

S102：將前輪偏轉(zhuǎn)一定角度，此時角度尺的測量值為真實角度，記錄此時角度傳感器的測量電壓；

S103：多次重復步驟S102，連續(xù)記錄不同真實角度下的測量電壓，根據(jù)測量電壓和真實角度的數(shù)據(jù)進行擬合，得到角度校正曲線，其中，0度值和斜率為最終的校正參數(shù)。