本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)器學(xué)習(xí)校正方法及其裝置，系將一車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器及一慣性感測(cè)器共同設(shè)置于一進(jìn)行慣性移動(dòng)的車(chē)輛上，取得實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化及初始感測(cè)信號(hào)，并對(duì)初始感測(cè)信號(hào)進(jìn)行積分，以獲得感測(cè)該車(chē)輛的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化；對(duì)此二者取其差值，再以該差值配合使用誤差能量最佳化對(duì)車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化取離散以獲得參數(shù)誤差變化量，之后再反饋至車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型，進(jìn)行參數(shù)校正以獲得一校正后的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型；是以，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)可在沒(méi)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、電子羅盤(pán)或壓力感測(cè)器等等條件下，仍可作長(zhǎng)時(shí)間高穩(wěn)定性的空間定位導(dǎo)航。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)系關(guān)于一種車(chē)輛慣性感測(cè)器，尤指一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)器學(xué)習(xí)校正方法及其裝置。
技術(shù)介紹
為了提供更舒適及更安全駕駛，許多車(chē)商已對(duì)中高單價(jià)的車(chē)輛開(kāi)始使用多功能電子裝置或附加更多電子裝置，例如適路性車(chē)燈、導(dǎo)航系統(tǒng)、即時(shí)車(chē)況警示裝置等等，期以實(shí)現(xiàn)輔助自動(dòng)駕駛功能。上述大部份車(chē)輛用電子裝置主要目的不外乎依據(jù)即時(shí)車(chē)況輔助駕駛?cè)俗⒁饣蛘{(diào)整車(chē)輛安全行駛功能，以適路性車(chē)燈來(lái)說(shuō)，會(huì)依據(jù)車(chē)輛轉(zhuǎn)彎、車(chē)速判斷路況(上坡、下坡、彎道等)，調(diào)整切換近燈、遠(yuǎn)燈以及近燈與遠(yuǎn)燈燈形，再以導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，提供駕駛?cè)四壳败?chē)輛 位置及指引駕駛?cè)寺肪€；是以，該些車(chē)用電子裝置或輔助駕駛用電子裝置必須取得車(chē)輛的即時(shí)動(dòng)態(tài)資訊，才能作出最適切的控制。目前常見(jiàn)用以提供車(chē)輛動(dòng)態(tài)資訊的裝置即稱(chēng)為慣性感測(cè)器，概如加速器、陀螺儀等等用以檢知車(chē)速、加速度、角速度，以確實(shí)反應(yīng)車(chē)輛行進(jìn)中的移動(dòng)狀態(tài)。然而，車(chē)輛實(shí)際取用慣性感測(cè)器的感應(yīng)信號(hào)，必須經(jīng)過(guò)有效的運(yùn)算(積分運(yùn)算)，才能獲得有用且正確的車(chē)輛移動(dòng)資訊，而又為了確保運(yùn)算結(jié)果的誤差值可降到最低，一般會(huì)輔助參考衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、電子羅盤(pán)或壓力感測(cè)器進(jìn)行誤差校正。然而，用于輔助慣性感測(cè)器進(jìn)行誤差校正的電子裝置，卻易受地理環(huán)境影響，例如行經(jīng)附近高建筑物道路、地下道而無(wú)法收到衛(wèi)星信號(hào)，又例如隧道內(nèi)的地球磁場(chǎng)效應(yīng)不明顯、壓力周波影響等等，均使得原本可作為校正參考值的信號(hào)消失或正確性變差，導(dǎo)致慣性感測(cè)器的感測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)積分計(jì)算后的誤差無(wú)法降低，使得依賴(lài)慣性感測(cè)器感測(cè)信號(hào)作為控制信號(hào)的電子裝置，在通過(guò)該些道路時(shí)產(chǎn)生不佳的反應(yīng)，無(wú)法提供最佳適路性的輔助駕駛功能。以導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通過(guò)如地下道等無(wú)法順利接衛(wèi)星信號(hào)的道路，其定位連續(xù)性及可用性均會(huì)降低，無(wú)法作到定位精準(zhǔn)度，而有暫時(shí)迷航狀態(tài)出現(xiàn)；再以適路性車(chē)燈來(lái)說(shuō)，通過(guò)該些道路可能無(wú)法提供最佳的投射角度或光形等等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于上述車(chē)用慣性感測(cè)器誤差校正技術(shù)缺陷，本專(zhuān)利技術(shù)主要目的系提供一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)器校正方法及其裝置。欲達(dá)上述目的所使用的主要技術(shù)手段系令該車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)器學(xué)習(xí)校正方法包含有將一車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器及一慣性感測(cè)器共同設(shè)置于一進(jìn)行慣性移動(dòng)的車(chē)輛之相同位置上；取得該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器的實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化，與該慣性感測(cè)器的初始感測(cè)信號(hào);對(duì)初始感測(cè)信號(hào)進(jìn)行積分，以獲得感測(cè)該車(chē)輛的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化，該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型系包含有偏移量及比例因子參數(shù)；取得實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化與感測(cè)車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化的差值；以該差值使用誤差能量最佳化對(duì)車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化取離散，以獲得參數(shù)誤差變化量；及再反饋至車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型校正其偏移量及比例因子，獲得一校正后的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型。欲達(dá)上述目的所使用的主要技術(shù)手段系令該具學(xué)習(xí)校正功能的車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)裝置包含有一車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器，系感知并輸出一進(jìn)行慣性移動(dòng)車(chē) 輛的實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化；一慣性感測(cè)器，系感測(cè)一慣性移動(dòng)車(chē)輛的慣性信號(hào)，并輸出該感測(cè)慣性信號(hào)；一存儲(chǔ)單元，系電連接該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器及該慣性感測(cè)器，以?xún)?chǔ)存實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化及感測(cè)慣性信號(hào)，以及包含偏移量及比例因子參數(shù)的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型；一處理單元，系電連接至該存儲(chǔ)單元，并內(nèi)建一學(xué)習(xí)校正程序，以學(xué)習(xí)不同路況之實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化，校正該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型并回存至該存儲(chǔ)單元。上述本專(zhuān)利技術(shù)系預(yù)先讓?xiě)T性感測(cè)器進(jìn)行各種路況的學(xué)習(xí)，最后儲(chǔ)存各路況的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型，當(dāng)實(shí)際上路后即可依據(jù)目前路況進(jìn)行正確車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化的計(jì)算，可在沒(méi)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、電子羅盤(pán)或壓力感測(cè)器等等條件下，仍可作長(zhǎng)時(shí)間高穩(wěn)定性的空間定位導(dǎo)航，反而提供衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)車(chē)輛即時(shí)移動(dòng)資訊，而提高其定位連續(xù)性及可用性。附圖說(shuō)明圖I為本專(zhuān)利技術(shù)車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)裝置的功能方塊圖。圖2為本專(zhuān)利技術(shù)車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)器校正方法的流程圖。圖3A為本專(zhuān)利技術(shù)對(duì)陀螺儀進(jìn)行校正的功能方塊圖。圖3B為本專(zhuān)利技術(shù)對(duì)陀螺儀進(jìn)行微調(diào)校正的示意圖。圖4A為本專(zhuān)利技術(shù)對(duì)加速規(guī)進(jìn)行校正的功能方塊圖。圖4B為本專(zhuān)利技術(shù)對(duì)加速規(guī)進(jìn)行微調(diào)校正的示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明10車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)裝置11車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器12慣性感測(cè)器12a陀螺儀12b加速規(guī)13存儲(chǔ)單元14處理單元20車(chē)輛具體實(shí)施例方式首先請(qǐng)參閱圖I所示，系為本專(zhuān)利技術(shù)具學(xué)習(xí)校正功能的車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)裝置10，其包含有一車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器11，系感知并輸出一進(jìn)行慣性移動(dòng)車(chē)輛的實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化；一慣性感測(cè)器12，系感測(cè)一慣性移動(dòng)車(chē)輛的慣性信號(hào)，并輸出該感測(cè)慣性信號(hào)；一存儲(chǔ)單元13，系電連接該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器11及該慣性感測(cè)器12，以?xún)?chǔ)存實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化及感測(cè)慣性信號(hào)，以及包含偏移量及比例因子參數(shù)的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型；一處理單元14，系電連接至該存儲(chǔ)單元13，并內(nèi)建一學(xué)習(xí)校正程序，以學(xué)習(xí)不同路況之實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化，校正該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型并回存至該存儲(chǔ)單元13。上述學(xué)習(xí)校正程序再請(qǐng)配合參閱圖2所示，系包含有以下步驟將一車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器11及一慣性感測(cè)器12共同設(shè)置于一進(jìn)行慣性移動(dòng)的車(chē)輛20之相同位置上,如圖3B所示； 取得該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器11的實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化，與該慣性感測(cè)器12的初始感測(cè)信號(hào)Sll ；對(duì)初始感測(cè)信號(hào)進(jìn)行積分，以獲得感測(cè)該車(chē)輛20的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化，該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型系包含有偏移量(offset)及比例因子(scale factor)參數(shù)S12 ；取得實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化與感測(cè)車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化的差值S13 ；以該差值配合使用誤差能量最佳化對(duì)車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化取離散，以獲得參數(shù)誤差變化量;及再反饋至車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型校正其偏移量及比例因子，獲得一校正后的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型S15。以下謹(jǐn)進(jìn)一步以陀螺儀12a為例說(shuō)明上述慣性感測(cè)器學(xué)習(xí)校正后之車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型過(guò)程由于陀螺儀12a系用以感測(cè)車(chē)輛20的角速率，故請(qǐng)配合參閱圖3A所示，首先設(shè)定陀螺儀初始參數(shù)，令車(chē)輛20開(kāi)始進(jìn)行轉(zhuǎn)彎的慣性運(yùn)動(dòng)u (k)，此時(shí)該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器11會(huì)輸出實(shí)際轉(zhuǎn)換角度變化h(k)，而該陀螺儀會(huì)輸出角速率w(k);此時(shí)，儲(chǔ)存單元13會(huì)周期性地儲(chǔ)存角速率w(k)，并以陣列數(shù)據(jù)型態(tài)儲(chǔ)存之。該處理單元14系自?xún)?chǔ)存單元13內(nèi)取得角速率陣列數(shù)據(jù)，帶入車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型(HW=f(凡、…+凡)成進(jìn)行積分運(yùn)算，求得感測(cè)的轉(zhuǎn)換角度。在積分期間，該處理單元14同時(shí)自存儲(chǔ)單元13讀取實(shí)際轉(zhuǎn)彎角度變化H，并計(jì)算實(shí)際轉(zhuǎn)彎角度變化H的變化量，取實(shí)際航向變化H的變化量與感測(cè)的航向變化之差值eH。接著，再以二次能量誤差最佳化與梯度法計(jì)算該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型中偏移量誤差變化量及比例因子誤差變化量，再用離散化積分完成陀螺儀參數(shù)校正方程式，詳如下列公式eH = H-H 19Jw =-(eH(k)-eAf 2H 八dJP = -Vo —^； Vo :陀螺儀學(xué)習(xí)率 8P PnW Pnik-^ 八八1p^ =' //\I _尸0」L」由于該慣性感測(cè)器為模擬電壓，而經(jīng)上述積分運(yùn)算后系為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，必須再經(jīng)一道數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換程序；而在數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換程序中，會(huì)因取樣量化誤差與門(mén)檻值取樣的判斷，而降低慣性感測(cè)器的靈敏度，因此最好再經(jīng)一道微調(diào)校正調(diào)整程序，以更貼近實(shí)際轉(zhuǎn)換角度。請(qǐng)配合參閱圖3B所示，令設(shè)置有該車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器12的車(chē)輛20，重復(fù)一固定轉(zhuǎn)彎角度的移動(dòng)，例如將方向盤(pán)打到底，原地繞圈n次(包含左轉(zhuǎn)彎及右轉(zhuǎn)彎)，如此即可具體得知正確的轉(zhuǎn)彎角度H，再與運(yùn)算該車(chē)輛動(dòng)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)器校正方法，其特征在于，所述的車(chē)輛動(dòng)態(tài)慣性感測(cè)器校正方法包含有：將一車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器及一慣性感測(cè)器共同設(shè)置于一進(jìn)行慣性移動(dòng)的車(chē)輛之相同位置上；取得所述的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化觀測(cè)器的實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化，與所述的慣性感測(cè)器的初始感測(cè)信號(hào)；對(duì)初始感測(cè)信號(hào)進(jìn)行積分，以獲得感測(cè)所述的車(chē)輛的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化，所述的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型系包含有偏移量及比例因子參數(shù)；取得實(shí)際車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化與感測(cè)車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化的差值；以所述的差值使用誤差能量最佳化對(duì)車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化取離散以獲得參數(shù)誤差變化量；及再反饋至車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型校正其偏移量及比例因子，獲得一校正后的車(chē)輛動(dòng)態(tài)變化模型。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許展維，柯亮宇，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：財(cái)團(tuán)法人車(chē)輛研究測(cè)試中心，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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