一种用来估算一系统的至少两个部分之间相对坐标的方法，它包括以下步骤：（Ａ）对该系统至少两个部分中的每个提供至少一个坐标传感器；（Ｂ）对该系统的每个部分测量一组相关坐标；以及（Ｃ）处理步骤（Ｂ）中所得的每个测量结果以估算该系统至少两个部分之间的相对坐标。相对坐标是从以下构成的组中选择的：｛相对位置坐标；相对位置速率（速度）坐标；相对位置加速度坐标；相对角坐标；相对角速率坐标；以及相对角加速度坐标｝。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及位置跟踪和机器控制系统的领域，尤其涉及在机器控制系 统中使用位置和角速率传感器的领域。
技术介绍
车辆
中，速率陀螺仪用于确定诸如汽车之类车辆的方向和偏 转是众所周知的。它们是改进车的转向和操控的组成部分。具体来说，陀螺仪通常用来提供对围绕特定轴旋转速率的估算。在有 轮车辆的应用中，陀螺仪可以用来帮助引导和导航有轮车辆。在其它有轮车辆的应用中，通常使用单轴陀螺仪来将偏航角速率的估值馈送到稳定性 控制系统中，该系统能对车辆操作作出调整，这在多种操作条件下有助于 提高车辆的稳定性。车辆稳定性控制系统通常包括计算机，该计算机执行监视车辆操作的 算法。通常，若干传感器和发动机的运行被监控。如果该算法判定车辆不 稳定或处于变为不稳定的危险中，则以使稳定性提高的方式调整车辆的操 作。通常，应用一个或多个制动器来调整车辆操作。也可以控制发动机的 速度。通常受到监视的传感器包括一个或多个轮速传感器、转向角传感器、 偏航角速率传感器、以及横向加速度传感器。在车辆操作过程中，来自这 些传感器中的一个或多个的信号用来确定在给定车辆速度、其横向加速度 及其转向角下可接受的偏航角速率阈值。如果由偏航角速率传感器提供的实际偏航角速率超过可接受的偏航角速率阈值，则就会启动车辆的稳定性 控制。然而，现有技术的速率陀螺仪不用于精确估算车辆至少两个部分之间 的相对角坐标，这些部分包括主体和至少一个地面可控制的轮子。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供耐用廉价和简单的转向组件角度传感器安装方 法，以满足前轮转向和铰接转向(中心枢转)车辆的自动导向系统的连续 反馈、闭环控制转向角度要求。目前的技术利用转动和线性式的电位计(按 要求具有相关联的机械联接)，它们附连在底盘和转向组件的元件之间，从而产生相对于车辆底盘的绝对转向组件角度的测量值。本专利技术去除了所 有联接和许多支架。本专利技术普遍适用于所有类型的转向车辆。在提高传感 器耐用性和可靠性的同时减少了安装时间和成本。具体来说，本专利技术公开一种方法和装置，用来精确地估算车辆至少两 个部分之间的相对角坐标，这些部分包括主体和至少一个地面可控制的轮 子。本专利技术的一个方面涉及估算一系统至少两个部分之间相对坐标的方法。在一个实施例中，本专利技术的方法包括以下步骤(A)对系统至少两个部分中的每个提供至少一个坐标传感器；对系统的每个相关部分测量一组相关坐标；以及(C)处理步骤(B)中所执行测量的结果以估算该系 统至少两个部分之间的相对坐标。在本专利技术的该实施例中，相对坐标是从 以下构成的组中选择的{相对位置坐标；相对位置速率(速度)坐标； 相对位置加速度坐标；相对角度坐标；相对角速率坐标；以及相对角加速 度坐标)。在本专利技术的一实施例中，其中，该系统包括主体和至少一个子组件， 步骤(A)还包括以下步骤(Al)将第一传感器A妾装到至少一个子组 件上以测量该子组件的运动速率；(A2)将第二传感器B安装到主体上以 测量该主体的运动速率；以及(A3)提供第三绝对测量传感器C，它被配 置成估算由于第一传感器A的偏置和第二传感器B的偏置引起的积分器偏 差和漂移率。在本专利技术的该实施例中，主体的运动速率是从以下构成的组 中选择的(线速度；线加速度；角速度；以及角加速度} 。 fe本专利技术的 该实施例中，子组件的运动速率是从以下构成的组中选择的{线速度；线加速度；角速度；以及角加速度)。在本专利技术的一个实施例中，其中，该系统包括主体和至少一个子组件，步骤(B)还包括以下步骤(Bl)使用第一传感器A来测量至少一个子 组件的运动速率；(B2)使用第二传感器B来测量主体的运动速率；以及 (B3)，使用第三传感器C的测量来估算由于第一传感器A的偏置和第二 传感器B的偏置引起的积分器偏差和漂移率。在本专利技术的一实施例中，步骤(C)还包括以下步骤(Cl)处理步 骤(Bl)中所执行测量的结果以及步骤(B2)中所执行测量的结果以估算 步骤(Bl)中所执行测量的结果和步骤(B2)中所执行测量的结果之差；(C2)将步骤(Cl)中获得的差值估算对时间进行积分，以估算主体和至 少一个子组件之间的相对运动；以及(C3)处理步骤(B3)中所执行估算 的结果以对步骤(C2)中获得的估算结果提供一组校正数据。在本专利技术的一个实施例中，步骤(C2)还包括这样的步骤将步骤(C1) 中获得的差值估算在基本上连续时段上进行积分，以估算主体和至少一个 子组件之间的相对运动。在本专利技术的一个实施例中，步骤(A)还包括以下步骤(A4)提供 具有至少一个可控的地面轮子和主体的车辆；(A5)提供传感器A，它包 括附连到车辆至少一个可控的地面轮子上的单一速率陀螺仪，其中传感器 A被配置成测量平行于地面的选定平面；(A6)提供传感器B，它包括附 连到车辆主体的至少一个的速率陀螺仪，其中传感器B安装在选定平面内， 并被配置成测量该选定平面；(A7)提供传感器C，它被配置成根据车辆 的运动学模型估算车辆的绝对转向角度；以及(A8)使用反馈补偿器，以 根据步骤(A7)中所执行的绝对转向角估算来估算和补偿积分偏差和漂移 率。在本专利技术的一个实施例中，车辆包括主体和单一可控的地面轮子，步 骤(A5)还包括以下步骤(A5， 1)提供传感器A，它包括附连到车辆 的可控地面轮子上的单一速率陀螺仪；其中，传感器A被配置成测量平行 于地面的选定平面；且其中，提供对单一速率陀螺仪的Ackerman转向非线 性的补偿。在本专利技术的一个实施例中，车辆包括主体和两个可控的地面轮子，步骤(A5)还包括以下步骤(A5， 2)提供第一传感器A，它包括对安装 在可控地面轮子两者上的两个陀螺仪传感器取平均以抵消Ackerman转向 的非线性；其中，传感器A被配置成测量平行于地面的选定平面。在本专利技术的一个实施例中，车辆包括主体和至少一个可控的地面轮子， 步骤(A)还包括以下步骤(A6， 1)提供传感器B，它包括输出被组合 的陀螺仪组合；其中，传感器B被配置成测量选定的平面。在本专利技术的一个实施例中，步骤(A)还包括以下步骤(A9)提供 具有主体和可转动车辆臂的车辆；(A10)提供第一传感器A，它包括附连 到可转动车辆臂的速率陀螺仪；(All)提供所述传感器B，它包括附连到 车辆主体的速率陀螺仪；以及(A12)提供包括接触开关的传感器C，该开 关被配置成在该臂处于其标称位置时形成接触。本专利技术另一方面涉及估算一系统至少两个部分之间的相对坐标的装置。在一个实施例中，本专利技术的该装置包括用于对系统的每个部分测量一组相关坐标的装置(A);以及用于处理一组测量值以估算该系统的至少两个部分之间相对坐标的装置(B)。在本专利技术的该实施例中，相对坐标是 从以下构成的组中选择的(相对位置坐标；相对位置速率(速度)坐标； 相对位置加速度坐标；相对角坐标；相对角速率坐标；以及相对角加速度 坐标}。在本专利技术的一个实施例中，该系统包括主体和至少一个子组件，装置 (A)还包括(Al)第一传感器A，它被安装到至少一个子组件并被配 置成测量该子组件的运动速率；(A2)第二传感器B，它被安装到主体上 并被配置成测量主体的运动速率；以及(A3)第三绝对测量传感器C，它 被配置成估算由于第一传感器A的偏置和第二传感器B的偏置引起的积分 器偏差和漂移率。在本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用来估算系统的至少两个部分之间相对坐标的方法，包括以下步骤：（Ａ）对所述系统的所述至少两个部分中的每一个提供至少一个坐标传感器；（Ｂ）对所述系统的每个所述部分测量一组相关坐标；以及 （Ｃ）处理所述步骤（Ｂ）中所得的每个所述测量结果以估 算所述系统的至少两个所述部分之间的所述相对坐标；其中，所述相对坐标是从以下构成的组中选择的：｛相对位置坐标；相对位置速率（速度）坐标；相对位置加速度坐标；相对角坐标；相对角速率坐标；以及相对角加速度坐标｝。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：DE布里维，GW怀特，JW派科，
申请(专利权)人：天宝导航有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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