[發明專利]飛行汽車的IMU安裝角標定方法、裝置及飛行汽車

在審

• 申請號: 202211355485.7
• 申請日: 2022-11-01
• 公開（公告）號: CN115683165A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 楊明生;陶永康;孫賓姿
• 申請（專利權）人: 廣東匯天航空航天科技有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京匯鑫君達知識產權代理有限公司 11769
• 代理人: 黃啟法

本申請涉及一種飛行汽車的IMU安裝角標定方法、裝置及飛行汽車。該方法包括：獲取飛行汽車按預設運動軌跡飛行后的IMU的加速度數據和IMU外的其他導航設備的導航數據；分別根據加速度數據和導航數據，確定飛行汽車在本體坐標系和導航坐標系的速度增量序列；分別對飛行汽車在本體坐標系和導航坐標系的速度增量序列進行矩陣變換，對應得到飛行汽車在載體坐標系的速度增量序列；將對應得到的飛行汽車在載體坐標系的速度增量序列，按預設模型進行線性回歸分析，確定回歸系數變換矩陣；根據IMU安裝角旋轉矩陣和回歸系數變換矩陣，確定IMU安裝角。本申請提供的方案，能夠更簡單及更準確地實現飛行汽車的IMU安裝角的標定。

技術領域

本申請涉及飛行汽車技術領域，尤其涉及一種飛行汽車的IMU安裝角標定方法、裝置及飛行汽車。

背景技術

在車輛導航技術中，一般可以采用GNSS(Global Navigation Satellite System，全球衛星導航系統或全球導航衛星系統)和IMU(Inertial measurement unit，慣性測量單元)等對車輛進行定位。

導航中一般需要得到IMU與設備例如車輛之間的安裝角，也即IMU安裝角。目前，IMU安裝角的測量主要包括人工測量、加速度計靜態估計、陀螺儀動態估計、卡爾曼濾波估計等方法。其中，人工測量方法精度較高，但實施難度也較大。加速度計靜態估計和陀螺儀動態估計方法常見于汽車或機器人領域，但其應用往往受限于某個平面的運動，例如加速度計靜態估計只能估計出俯仰角和橫滾角，陀螺儀動態估計只能在一個水平面上進行，從而導致在某些設備上不適用，例如由于飛行汽車可以在三維空間任意運動，因此加速度計靜態估計和陀螺儀動態估計方法不太適用于飛行汽車。卡爾曼濾波估計方法具有一定建模難度，對于安裝角度偏差較大的情形可能會存在估計發散現象導致安裝角估計失敗。

因此，需要提供一種適用于飛行汽車的IMU安裝角標定方法，以便更簡單及更準確地實現飛行汽車的IMU安裝角的標定。

發明內容

為解決或部分解決相關技術中存在的問題，本申請提供一種飛行汽車的IMU安裝角標定方法、裝置及飛行汽車，能夠更簡單及更準確地實現飛行汽車的IMU安裝角的標定。

本申請第一方面提供一種飛行汽車的IMU安裝角標定方法，包括：

獲取飛行汽車按預設運動軌跡飛行后的IMU的加速度數據和IMU外的其他導航設備的導航數據；

分別根據所述加速度數據和所述導航數據，確定所述飛行汽車在本體坐標系和導航坐標系的速度增量序列；

分別對所述飛行汽車在本體坐標系和導航坐標系的速度增量序列進行矩陣變換，對應得到所述飛行汽車在載體坐標系的速度增量序列；

將對應得到的所述飛行汽車在載體坐標系的速度增量序列，按預設模型進行線性回歸分析，確定回歸系數變換矩陣；

根據IMU安裝角旋轉矩陣和所述回歸系數變換矩陣，確定所述IMU安裝角。

在一實施方式中，所述分別根據所述加速度數據和所述導航數據，確定所述飛行汽車在本體坐標系和導航坐標系的速度增量序列，包括：

根據所述加速度數據，確定所述飛行汽車在本體坐標系下的第一速度增量和第一速度增量序列，根據所述其他導航設備的導航數據，確定所述飛行汽車在導航坐標系下的第二速度增量和第二速度增量序列；

所述分別對所述飛行汽車在本體坐標系和導航坐標系的速度增量序列進行矩陣變換，對應得到所述飛行汽車在載體坐標系的速度增量序列，包括：

根據所述第一速度增量序列進行第一矩陣變換，得到所述飛行汽車在載體坐標系下的第三速度增量序列，根據所述第二速度增量序列進行第二矩陣變換，得到所述飛行汽車在載體坐標系下的第四速度增量序列；