一种基于车辆零速检测的惯性导航误差修正方法技术

本发明专利技术涉及一种基于车辆零速检测的惯性导航误差修正方法，在车辆行驶时，采集轮速传感数据及INS数据，在车辆行驶过程中零速检测算法通过轮速、加速度计、陀螺仪进行零速检测；零速检测的原理是对轮速、加速度计、陀螺仪信号进行基于黎曼皮尔逊准则的联合概率，零速修正的原理是：1、在车辆检测出零速时，对速度和角速度进行置零处理，防止速度误差和角速度误差累积，导致位置和姿态出现偏差；2、在检测出零速后通过加速度计和角速度计的输出，分别对姿态、陀螺仪零偏进行再估计；3、在车辆再次运动退出零速状态后，利用再估计出的姿态和陀螺仪零偏对INS进行修正。与现有技术相比，本发明专利技术具有抑制导航误差的漂移，提高检测的准确度等优点。

An inertial navigation error correction method based on vehicle zero speed detection

【技术实现步骤摘要】
一种基于车辆零速检测的惯性导航误差修正方法
本专利技术涉及车载导航与定位领域，尤其是涉及一种基于车辆零速检测的惯性导航误差修正方法。
技术介绍
惯性导航系统(InertialNavigationSystem，INS)能根据惯性传感器(陀螺仪、加速度计)提供的载体相对于惯性空间的线速度和角速度信息，成为车载组合定位系统关键部件。惯性导航系统具有独立工作、精度高、不易被电子干扰的优点，但最明显的缺点是其导航误差会随时间积累，因而长时间工作后会产生不同程度的积累误差。零速修正技术是克服惯导定位定姿累计误差发散最为实用的一种约束方法，该技术包含零速区间探测和零速更新两个部分，其中，零速检测是零速更新的基础。此外，零速检测信息可以作为INS相对于地球静止的参考，通过准静态对准来标定INS的速度、姿态和IMU(Inertialmeasurementunit，惯性测量单元)误差。利用传统的INS零速检测技术可对惯性导航误差进行修正，传统的INS零速检测技术将车辆加速度计和陀螺仪采集的数据作为检测量，然而，该方法的检测的准确度不够高，且无法抑制导航误差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车辆零速检测的惯性导航误差修正方法，其特征在于，包括：/n零速检测步骤：/n11)车辆启动后，采集车辆INS数据及轮速传感器的轮速数据，车辆INS数据包括加速度计数据和陀螺仪数据；/n12)基于采集的数据，在车辆静止时，利用零速检测方法对车辆零速进行实时检测，若检测出零速，则进入零速修正步骤；/n零速修正步骤：/n21)利用零速状态下的加速度计，对车辆姿态进行重新估计；/n22)利用零速时各传感器的输出，对陀螺仪的零偏进行再估计；/n23)当车辆启动后，利用估计的车辆姿态及陀螺仪的零偏对INS误差进行修正。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于车辆零速检测的惯性导航误差修正方法，其特征在于，包括：
零速检测步骤：
11)车辆启动后，采集车辆INS数据及轮速传感器的轮速数据，车辆INS数据包括加速度计数据和陀螺仪数据；
12)基于采集的数据，在车辆静止时，利用零速检测方法对车辆零速进行实时检测，若检测出零速，则进入零速修正步骤；
零速修正步骤：
21)利用零速状态下的加速度计，对车辆姿态进行重新估计；
22)利用零速时各传感器的输出，对陀螺仪的零偏进行再估计；
23)当车辆启动后，利用估计的车辆姿态及陀螺仪的零偏对INS误差进行修正。


2.根据权利要求1所述的一种基于车辆零速检测的惯性导航误差修正方法，其特征在于，所述的零速检测步骤中，步骤12)的具体内容为：
121)基于采集的数据，构建分布参数的最大似然估计，计算所有传感器联合概率的广义似然比；
122)计算IMU及轮速传感器输出数据，若满足所有传感器联合概率的广义似然比，则认为载体处于静止状态，即检测出零速。


3.根据权利要求2所述的一种基于车辆零速检测的惯性导航误差修正方法，其特征在于，步骤121)具体包括以下内容：
a)定义H0表示载体为运动状态，H1表示载体为静止状态，零速检测器的性能由检测概率PD＝p(H0|H1)和虚警概率PFA＝p(H1|H0)决定，根据Neyman-Pearson理论，对于给定的PFA＝α，使判断为H1状态时检测概率PD最大，需满足：



式中，L(qn)为观测序列qn的似然比，其中，阈值γ由下式决定：



b)设定信号约束条件，即：
H0:
H1:
式中，为方向为重力方向的单位矢量，观测窗口期为n至n+N-1，n为窗口期开始时间点的数据，N为窗口期数据数量，l为窗口期中任意的一个数据，g为重力加速度，分别为加速度计、陀螺仪及轮速传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊璐，魏琰超，夏新，陆逸适，高乐天，宋舜辉，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31