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    一種車輛定位系統校正方法和裝置制造方法及圖紙

    技術編號:33291201 閱讀:21 留言:0更新日期:2022-05-01 00:10
    本發明專利技術提供了一種車輛定位系統校正方法和裝置,包括基于傳感器標定參數需求構建卡爾曼濾波的狀態向量;基于狀態向量構建卡爾曼濾波的狀態轉移矩陣;基于狀態轉移矩陣和上一時刻的狀態向量進行卡爾曼濾波預測,得到當前時刻的第一狀態向量和第一協方差矩陣;構建卡爾曼濾波測量向量和測量方程;基于第一狀態向量、第一協方差矩陣、測量向量和測量方程依次進行卡爾曼濾波的濾波增益和狀態估計,以得到當前時刻的第二狀態向量;基于第二狀態向量對第一狀態向量中的當前時刻存在的各個誤差參數進行校正。相比于傳統的專門進行的標定操作,可簡化定位系統系統以及和定位系統相關系統的安裝,實現低成本定位系統的大規模量產和裝配。裝配。裝配。

    【技術實現步驟摘要】
    一種車輛定位系統校正方法和裝置


    [0001]本專利技術涉及智能駕駛
    ,具體涉及一種車輛定位系統校正方法和裝置。

    技術介紹

    [0002]受制于成本的限制,一般民用車輛上所使用的慣性測量器件(加速度計、陀螺儀等)、輪速計等傳感器的精度較低,其誤差會隨著時間、環境溫度的變化發生漂移。在安裝到車輛上后,受裝配誤差、車輛載重變化、輪胎氣壓變化等因素的影響,傳感器的相關參數也常常會發生變化進而影響測量的精度。
    [0003]目前為對車輛上傳感器所產生的誤差進行校正,通常采用專門的標定操作,如對慣性器件進行六面翻轉或轉臺激勵、讓車輛在專門設定的標定場地內按照規定路線行駛等。這種專門的標定操作難以保證長期有效,需要定期對車輛進行操作,不便于依賴于傳感器的車載定位系統進行大規模生產裝配。

    技術實現思路

    [0004]為了解決現有技術存在的標定操作復雜、不便于大規模的生產裝配的問題,本專利技術提供了一種車輛定位系統校正方法、裝置、設備和存儲介質,其具有定位系統校正更加便捷、適于進行大規模生產裝配等特點
    [0005]根據本專利技術具體實施方式提供的一種車輛定位系統校正方法,包括:
    [0006]基于傳感器標定參數需求構建卡爾曼濾波的狀態向量,所述狀態向量包括:傳感器自身的誤差參數、慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差和航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差,所述慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差和航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差均由所述傳感器輸出的測量數據參與計算得到;
    [0007]基于所述狀態向量構建卡爾曼濾波的狀態轉移矩陣,所述狀態轉移矩陣由慣導系統相關聯的矩陣和航位推算系統相關聯的矩陣組合構成,所述慣導系統相關聯的矩陣為:使所述慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差和所述傳感器自身的誤差參數相關聯的矩陣,所述航位推算系統相關聯的矩陣為:使所述航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差和所述傳感器自身的誤差參數相關聯的矩陣;
    [0008]基于所述狀態轉移矩陣和上一時刻的狀態向量進行卡爾曼濾波預測,以得到當前時刻的第一狀態向量和第一協方差矩陣;
    [0009]基于當前時刻慣導系統得到的車輛狀態信息、航位推算系統得到的車輛狀態信息以及車載實時差分定位系統的車輛狀態信息構建卡爾曼濾波測量向量和測量方程;
    [0010]基于所述第一狀態向量、所述第一協方差矩陣、所述測量向量和所述測量方程依次進行卡爾曼濾波的濾波增益和狀態估計,以得到當前時刻的第二狀態向量;
    [0011]基于所述第二狀態向量對所述第一狀態向量中的當前時刻的傳感器自身的誤差參數、慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差和航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差進行校正。
    [0012]進一步地,所述車輛定位系統校正方法還包括:在校正完成后將所述上一時刻的狀態向量和所述當前時刻的第二狀態向量置零,以進行下一時刻的校正。
    [0013]進一步地,所述基于傳感器標定參數需求構建卡爾曼濾波的狀態向量,包括:
    [0014]分別獲取車輛上傳感器、慣導系統和航位推算系統得到的車輛狀態信息;
    [0015]所述傳感器得到的車輛狀態信息包括:角速度信息和加速度信息:
    [0016]所述慣導系統得到的車輛狀態信息包括:第一速度信息、第一位置信息和姿態信息;
    [0017]所述航位推算系統得到的車輛狀態信息包括:第二速度信息和第二位置信息。
    [0018]進一步地,所述基于傳感器標定參數需求構建卡爾曼濾波的狀態向量,還包括:
    [0019]基于所述傳感器得到的車輛狀態信息、所述慣導系統得到的車輛狀態信息和所述航位推算系統得到的車輛狀態信息,對應得到所述傳感器自身的誤差參數、所述慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差和所述航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差;
    [0020]所述傳感器自身的誤差參數包括:陀螺儀和加速度計的零偏值、安裝誤差角度和比例系數誤差,以及輪速計的比例系數誤差;
    [0021]所述慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差包括:所述姿態信息的誤差、所述第一速度信息的誤差和所述第一位置信息的誤差;
    [0022]所述航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差包括:所述第二速度信息的誤差和所述第二位置信息的誤差。
    [0023]進一步地,所述基于傳感器標定參數需求構建卡爾曼濾波的狀態向量,還包括:
    [0024]基于所述車輛狀態信息構建卡爾曼濾波的27維狀態向量:
    [0025]X
    k
    =[Φδv
    ins
    δp
    ins
    δp
    DR
    b
    g
    b
    a
    λ
    DR
    δK
    DR
    μ
    DR
    δK
    g
    δK
    a
    ]T
    [0026]其中,Φ為慣導系統計算的姿態信息θ、φ、ψ的誤差;δv
    ins
    為慣導系統計算得到的第一速度信息v
    ins
    的誤差;δp
    ins
    為慣導系統計算得到的第一位置信息p
    ins
    的誤差;δp
    DR
    為航位推算系統由輪速計推算得到的第二位置信息p
    DR
    的誤差;b
    g
    、b
    a
    分別為陀螺儀、加速度計的零偏值;λ
    DR
    、μ
    DR
    分別為陀螺儀和加速度計與車體之間俯仰和航向方向的安裝誤差角;6K
    DR
    為輪速計的比例系數誤差;εK
    g
    和εK
    a
    分別為陀螺儀和加速度計的比例系數誤差。
    [0027]進一步地,所述基于所述狀態向量構建卡爾曼濾波的狀態轉移矩陣,包括:
    [0028]基于所述陀螺儀的零偏值和比例系數誤差對所述姿態信息的誤差的作用關系,得到姿態矩陣和角速度矩陣,關系式如下:
    [0029][0030]式中,Φ
    k
    為當前時刻的姿態信息的誤差,Φ
    k
    ?1為上一時刻的姿態信息的誤差,為車輛姿態矩陣,是由慣導系統輸出的姿態信息θ、φ、ψ計算得到;Ω為角速度矢量ω構建的3
    ×
    3維對角矩陣;
    [0031]基于所述加速度計零偏值和比例系數誤差對所述第一速度信息的誤差的作用關系,得到加速度向量在所述慣導系統下的反對稱矩陣和加速度矢量矩陣,關系式如下:
    [0032][0033]式中,為當前時刻第一速度信息的誤差,為上一時刻第一速度信息的誤差,(fn
    ×
    )為將慣導系統變換至導航系下的加速度向量所構建的反對稱矩陣;G為加
    速度矢量f構建的3
    ×
    3維對角矩陣,其中慣導系統第一位置信息的誤差受慣導系統的第一速度信息的誤差的影響,關系式如下:
    [0034][0035]為當前時刻第一位置信息的誤差,為上一時刻第一位置信息的誤差,εv
    ins
    為第一速度信息的誤差;
    [0036]基于所述本文檔來自技高網
    ...

    【技術保護點】

    【技術特征摘要】
    1.一種車輛定位系統校正方法,其特征在于,包括:基于傳感器標定參數需求構建卡爾曼濾波的狀態向量,所述狀態向量包括:傳感器自身的誤差參數、慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差和航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差,所述慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差和航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差均由所述傳感器輸出的測量數據參與計算得到;基于所述狀態向量構建卡爾曼濾波的狀態轉移矩陣,所述狀態轉移矩陣由慣導系統相關聯的矩陣和航位推算系統相關聯的矩陣組合構成,所述慣導系統相關聯的矩陣為:使所述慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差和所述傳感器自身的誤差參數相關聯的矩陣,所述航位推算系統相關聯的矩陣為:使所述航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差和所述傳感器自身的誤差參數相關聯的矩陣;基于所述狀態轉移矩陣和上一時刻的狀態向量進行卡爾曼濾波預測,以得到當前時刻的第一狀態向量和第一協方差矩陣;基于當前時刻慣導系統得到的車輛狀態信息、航位推算系統得到的車輛狀態信息以及車載實時差分定位系統的車輛狀態信息構建卡爾曼濾波測量向量和測量方程;基于所述第一狀態向量、所述第一協方差矩陣、所述測量向量和所述測量方程依次進行卡爾曼濾波的濾波增益和狀態估計,以得到當前時刻的第二狀態向量;基于所述第二狀態向量對所述第一狀態向量中的當前時刻的傳感器自身的誤差參數、慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差和航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差進行校正。2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,還包括:在校正完成后將所述上一時刻的狀態向量和所述當前時刻的第二狀態向量置零,以進行下一時刻的校正。3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于傳感器標定參數需求構建卡爾曼濾波的狀態向量,包括:分別獲取車輛上傳感器、慣導系統和航位推算系統得到的車輛狀態信息;所述傳感器得到的車輛狀態信息包括:角速度信息和加速度信息:所述慣導系統得到的車輛狀態信息包括:第一速度信息、第一位置信息和姿態信息;所述航位推算系統得到的車輛狀態信息包括:第二速度信息和第二位置信息。4.根據權利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于傳感器標定參數需求構建卡爾曼濾波的狀態向量,還包括:基于所述傳感器得到的車輛狀態信息、所述慣導系統得到的車輛狀態信息和所述航位推算系統得到的車輛狀態信息,對應得到所述傳感器自身的誤差參數、所述慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差和所述航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差;所述傳感器自身的誤差參數包括:陀螺儀和加速度計的零偏值、安裝誤差角度和比例系數誤差,以及輪速計的比例系數誤差;所述慣導系統得到的車輛狀態信息的誤差包括:所述姿態信息的誤差、所述第一速度信息的誤差和所述第一位置信息的誤差;所述航位推算系統得到的車輛狀態信息的誤差包括:所述第二速度信息的誤差和所述第二位置信息的誤差。5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于傳感器標定參數需求構建卡爾曼
    濾波的狀態向量,還包括:基于所述車輛狀態信息構建卡爾曼濾波的27維狀態向量:X
    k
    =[Φ δv
    ins
    δp
    ins
    δp
    DR
    b
    g
    b
    a
    λ
    DR
    δK
    DR
    μ
    DR
    δK
    g
    δK
    a
    ]
    T
    其中,Φ為慣導系統計算的姿態信息θ、φ、ψ的誤差;δv
    ins
    為慣導系統計算得到的第一速度信息v
    ins
    的誤差;δp
    ins
    為慣導系統計算得到的第一位置信息p
    ins
    的誤差;δp
    DR
    為航位推算系統由輪速計推算得到的第二位置信息p
    DR
    的誤差;b
    g
    、b
    a
    分別為陀螺儀、加速度計的零偏值;λ
    DR
    、μ
    DR
    分別為陀螺儀和加速度計與車體之間俯仰和航向方向的安裝誤差角;δK
    DR
    為輪速計的比例系數誤差;εK
    g
    和εK
    a
    分別為陀螺儀和加速度計的比例系數誤差。6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述基于所述狀態向量構建卡爾曼濾波的狀態轉移矩陣,包括:基于所述陀螺儀的零偏值和比例系數誤差對所述姿態信息的誤差的作用關系,得到姿態矩陣和角速度矩陣,關系式如下:式中,Φ
    k
    為當前時刻的姿態信息的誤差,Φ
    k
    ?1為上一時刻的姿態信息的誤差,為車輛姿態矩陣,是由慣導系統輸出的姿態信息θ、φ、ψ計算得到;Ω為角速度矢量ω構建的3
    ×
    3維對角矩陣基于所述加速度計零偏值和比例系數誤差對所述第一速度信息的誤差的作用關系,得到加速度向量在所述慣導系統下的反對稱矩陣和加速度矢量矩陣,關系式如下:式中,為當前時刻第一速度信息的誤差,為上一時刻第一速度信息的誤差,(f
    n
    ×
    )為將慣導系統變換至導航系下的加速度向量所構建的反對稱矩陣;G為加速度矢量f構建的3
    ×
    3維對角矩陣,其中慣導系統第一位置信息的誤差受慣導系統的第一速度信息的誤差的影響,關系式如下:信息的誤差的影響,關系式如下:為當前時刻第一位置信息的誤差,為上一時刻第一位置信息的誤差,δv
    ins
    為第一速度信息的誤差;基于所述第二速度信...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:吳怡卞進冬萬國強
    申請(專利權)人:北京經緯恒潤科技股份有限公司
    類型:發明
    國別省市:

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