车辆姿态测量装置及姿态测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种车辆姿态测量装置，该测量装置包括传感器，该传感器安装在车架底部，用于测量传感器与地之间的距离。基于车辆姿态测量装置，本发明专利技术提出了车辆姿态测量方法。发明专利技术克服了现有技术中惯性测量器件IMU测量车身姿态不准的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
车辆姿态测量装置及姿态测量方法
本专利技术涉及车辆姿态控制
，具体而言，涉及一种两轮车姿态测量装置及其姿态计算方法。
技术介绍
现有两轮汽车的姿态确定方法是通过惯性测量单元（InertialMeasurementUnit，以下简称IMU）的三轴加速度计测量线加速度、三轴陀螺仪测量角速度，采用捷联惯性测量的定姿算法，解算完成对两轮汽车的滚动角、俯仰角、偏航角测量确定。陀螺仪提供的测量值用于确定车辆相对于地面参考坐标系的姿态和方位，姿态和方位信息用于把加速度测量值分解到参考坐标系中，分解后的加速度值经两次积分既可获得车辆在参考坐标系里的速度和位置。陀螺仪测量车辆相对于参考坐标系的姿态变化或转动速率。但加速度计并不能把车辆的总加速度（相对于参考坐标系）与由引力场引起的加速度分开。实际上，这些敏感器能测量空间真实加速度与引力加速度之差。为了确定车辆相对于参考坐标系的加速度，加速度计给出的测量值必须结合引力场的影响，利用这些信息，就可以推导出车辆相对于参考系的加速度，进而估算出相对于参考坐标系的姿态、速度和位置。利用惯性测量器件IMU，测量重力方向和车身转动，进而解算出车身姿态，因此存在如下几个缺点：一、由于惯性器件仅能感应车身加速度信息，车身在斜坡或切斜路面的姿态存在偏差；二、惯性器件存在漂移，误差随时间累积而增加。
技术实现思路
本专利技术提供一种车辆姿态测量装置，以解决现有技术中惯性测量器件IMU测量车身姿态不准的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种车辆姿态测量装置，包括传感器，所述传感器安装在车架底部，用于测量传感器与地之间的距离。进一步地，该车辆姿态测量装置中传感器为两个或多个，相对于车辆中心纵平面对称安装。进一步地，车辆姿态测量装置中传感器为一个，单侧布置在车架底部。进一步地，车辆姿态测量装置中传感器为一个，传感器布置在车身纵平面内。本专利技术提供一种车辆姿态测量方法，所述车辆包含两个传感器的车辆姿态测量装置，传感器相对于车辆中心纵平面对称安装，其姿态测量方法为：其中：为车辆滚动角，为左侧激光测量距离，右侧激光测量距离为两侧传感器之间距离。此外，本专利技术还提供另一种车辆姿态测量方法，所述车辆为包含两个传感器的车辆姿态测量装置的车辆，相对于车辆中心纵平面对称安装，当所述传感器具有安装角时，其姿态测量方法为：其中：为左侧激光安装角度、为右侧激光安装角度。具体地，所述安装角、的计算方法为：利用铅锤线及水平尺将车辆调平至铅锤零姿态，获得安装后的传感器测距数据测量获得传感器与车架安装点与地面铅锤距离通过三角关系计算获得安装角、。本专利技术提供第三种车辆姿态测量方法，所述车辆包含一个传感器的车辆姿态测量装置，该传感器单侧布置在车架底部，其姿态测量方法为：其中：L为单侧激光测量距离，H为零姿态时刻激光测量值。本专利技术提供第四种车辆姿态测量方法，所述车辆包含一个传感器的车辆姿态测量装置，该传感器布置在车身纵平面内，其姿态测量方法为：其中：其中为激光测距传感器测量值，为纵平面内激光测距传感器安装高度，为传感器安装夹角。本专利技术提供了一种两轮车，所述两轮车包含上述任意一项姿态测量装置，该两轮车具有陀螺平衡系统。应用本专利技术的技术方案，实现了利用传感器计算滚动角的目的，在此前提下，用传感器姿态测量装置可以直接用来计算车辆滚动角，也可以作为惯性测量器件IMU计算车辆姿态的一个校准装置，用来判断惯性测量器件测量车辆姿态的结果是否准确。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术中车辆姿态测量装置实施例一示意图；图2示出了本专利技术中车辆姿态测量装置实施例二示意图；图3示出了本专利技术中车辆姿态测量装置实施例三示意图；图4示出了本专利技术中车辆姿态测量装置实施例四示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。在本专利技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。本专利技术提出一种车辆姿态测量装置，该测量装置包括传感器，该传感器安装在车架底部，用于测量传感器与地之间的距离。车辆的姿态包括滚动角、俯仰角、偏航角，理论上在车架底部安装传感器并配合几何知识能够计算出滚动角、俯仰角、偏航角，三者计算原理相同，本专利技术仅以计算滚动角为例说明利用传感器测量其具体值的硬件结构特点及其各种计算方法。传感器安装在车架底部，安装的传感器可以有一个、两个或者多个，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆姿态测量装置，其特征在于，包括传感器，所述传感器安装在车架底部，用于测量传感器与地之间的距离。

【技术特征摘要】
1.一种车辆姿态测量装置，其特征在于，包括传感器，所述传感器安装在车架底部，用于测量传感器与地之间的距离。2.根据权利要求1所述的车辆姿态测量装置，其特征在于，所述传感器为两个或多个，相对于车辆中心纵平面对称安装。3.根据权利要求1所述的车辆姿态测量装置，其特征在于，所述传感器为一个，单侧布置在车架底部。4.根据权利要求1所述的车辆姿态测量装置，其特征在于，所述传感器为一个，传感器布置在车身纵平面内。5.一种车辆姿态测量方法，其特征在于，所述车辆为包含权利要求1-3中任意一项车辆姿态测量装置的车辆，其姿态测量方法为：其中：为车辆滚动角，为左侧激光测量距离，右侧激光测量距离，为两侧传感器之间距离。6.根据权利要求5所述的车辆姿态测量方法，其特征在于，当所述传感器具有安装角时，其姿态测量方法为：其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴炜平，
申请(专利权)人：北京凌云智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11