误差估计方法、组合导航处理系统及存储介质技术方案

本发明专利技术实施例涉及一种误差估计方法、组合导航处理系统及存储介质，该方法包括：获取MEMS IMU采集的在第一坐标系下的第一观测量；对第一观测量进行机械编排，获取第二坐标系下载体的位置数据、速度数据和姿态信息；根据位置数据、速度数据、姿态信息，获取状态参数；根据位置数据、速度数据、姿态信息，以及状态参数，估计第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，以及第一坐标系和第三坐标系在X方向平移误差。通过该种方式，改善非完整性约束的适用范围，减少非完整性约束引入的误差，从而达到改善系统定位，定姿精度的目的。

【技术实现步骤摘要】
误差估计方法、组合导航处理系统及存储介质
本专利技术实施例涉及车载导航
，尤其涉及一种误差估计方法、组合导航处理系统及存储介质。
技术介绍
现代车辆定位导航系统需要同时满足高精度，高可靠性，低成本，低功耗等要求，以适应现代车辆对辅助驾驶，无人驾驶系统日益增长的需求。基于全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，简称GNSS)/惯性导航(InertialNavigationSystem，简称INS)的组合导航系统能够充分发挥GNSS和惯性导航两个系统的优势，提供更可靠的高精度定位信息。为满足现代车辆导航系统对成本、体积、功耗的要求。通常将微机电系统(Micro-Electrical-MechanicalSystem，简称MEMS)-惯性测量单元(InertialMeasurementUnit，简称IMU)应用于GNSS/INS组合导航系统中。但现有的低成本MEMSIMU器件精度较低，在复杂的环境中，使用基于MEMSIMU的组合导航系统，其误差积累非常迅速，难以满足无人驾驶，辅助驾驶对精度及可靠性的需求。为解决上述问题，通常使用非完整性约束改善组合导航的性能。然而非完整性约束要求IMU的载体坐标系与车辆的车体坐标系保持一致。IMU的质心与车辆的质心保持一致。但在实际安装中，很难保证IMU的安装方式及安装位置。而在忽略IMU安装角度及偏移的情况下使用非完整性约束，将会在组合导航中引入的新的误差，从而降低定位精度。
技术实现思路
鉴于此，为解决现有技术中上述的技术问题，本专利技术实施例提供一种误差估计方法、组合导航处理系统及存储介质。第一方面，本专利技术实施例提供一种误差估计方法，该方法应用于组合导航处理系统，包括：获取MEMSIMU采集的在第一坐标系下的第一观测量；对第一观测量进行机械编排，获取第二坐标系下载体的位置数据、速度数据和姿态信息；根据位置数据、速度数据，以及姿态信息，获取状态参数；根据位置数据、速度数据、姿态信息和状态参数，估计第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，以及第一坐标系和第三坐标系在X方向平移误差。在一个可能的实施方式中，根据位置数据、速度数据、姿态信息，获取状态参数之前，方法还包括：接收全球导航卫星系统GNSS卫星信号；根据GNSS卫星信号，获取第三坐标系下的第二观测量；根据第二观测量，对位置数据、速度数据、姿态信息进行校正估计。在一个可能的实施方式中，根据GNSS卫星信号，获取第三坐标系下的第二观测量之后，方法还包括：当确定组合导航处理系统为预设类型时，根据组合导航处理系统的类型，匹配与组合导航处理系统的类型对应的预设处理方式；根据预设处理方式，对第二观测量进行处理，获取新的观测量。在一个可能的实施方式中，根据位置数据、速度数据，以及姿态信息，获取状态参数，具体包括：将位置数据、速度数据、姿态信息，以及第二观测量输入至预设滤波器中，获取状态参数。在一个可能的实施方式中，将位置数据、速度数据以及姿态信息，输入至预设滤波器中，获取状态参数，具体包括：将位置数据、速度数据以及姿态信息，输入至预设滤波器中，以便预设滤波器对位置数据、速度数据以及姿态数据进行更新；并利用更新后的位置数据、速度数据以及姿态信息，生成状态参数。在一个可能的实施方式中，根据位置数据、速度数据、姿态信息，和状态参数，估计第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，以及第一坐标系和第三坐标系在X方向平移误差，具体包括：位置数据、速度数据、姿态信息，和状态参数创建速度约束观测方程；根据速度约束观测方程和状态参数，估计第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，以及第一坐标系和第三坐标系在X方向平移误差。在一个可能的实施方式中，根据速度约束观测方程和状态参数，估计第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，以及第一坐标系和第三坐标系在X方向平移误差，具体表示为如下表达式：其中，δνV为组合导航处理系统预估计的在第三坐标系下的三维速度误差，为组合导航处理系统预估计的在第三坐标系下的载体速度，为载体旋转引入的第三坐标系下的速度偏移补偿，为陀螺仪从第一坐标系转换至第三坐标系的输出量，矩阵中x轴和z轴偏移量为0，y轴切向速度偏移量为中，代表非完整性约束，第一行零元素代表横向速度为零，第二行零元素代表垂直速度为零，vodo为里程计输出，代表第二坐标系到第三坐标系的转换矩阵，δνn为第二坐标系下的三维速度误差，(νn×)为νn的非对阵矩阵，νn为在第二坐标系下的载体速度，εn为第二坐标系下的三维姿态失准角，(νb×)为νb的非对阵矩阵，νb为在第一坐标系下的载体速度，δα为第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，δβ为第一坐标系和第三坐标系在X方向平移误差，表达式中除δα、δβ、δνn，以及εn之外的参数均为已知参数，且属于状态参数中的一种，或者对状态参数按照预设转换规则进行转换后得到。在一个可能的实施方式中，第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，以及第一坐标系和第三坐标系在X方向平移误差满足预构建的系统状态方程。在一个可能的实施方式中，系统状态方程为一阶马尔科夫模型，一阶马尔可夫模型表达式参见如下：其中，为δα的微分表达式，为δβ的微分表达式，τα为第一坐标系和第三坐标系之间的失准角，τβ为X向偏移时间，ηα和ηβ为一阶马尔科夫模型的驱动噪声，驱动噪声的谱密度qi，根据安装误差的不确定度和第一坐标系和第三坐标系在X方向移的相关时间确定。在一个可能的实施方式中，根据位置数据、速度数据，以及姿态信息，获取状态参数之前，方法还包括：对第二观测量进行杆臂补偿。第二方面，本专利技术实施例提供一种组合导航处理系统，该系统包括：至少一个处理器、存储器、MEMSIMU以及天线；MEMSIMU，用于采集在第一坐标系下的第一观测量；天线，用于接收GNSS卫星信号；处理器用于执行存储器中存储的误差估计程序，以实现如第一方面任一实施方式所介绍的误差估计方法。第三方面，本专利技术实施例提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被如第三方面所介绍的组合导航处理系统执行，以实现如第一方面任一实施方式所介绍的误差估计方法。本专利技术实施例提供的一种误差估计方法，获取MEMSIMU采集的在第一坐标系下的第一观测量。通过对第一观测量进行机械编排，获取第二坐标系下载体的位置数据、速度数据和姿态信息。进而，根据位置数据、速度数据，以及姿态信息，获取状态参数。最终，根据位置数据、速度数据、姿态信息和状态参数，估计第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，以及第一坐标系和第三坐标系在X方向平移误差。通过该种方式，在获取到第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，以及第一坐标系和第三坐标系在X方向平移误差后，可以根据二者，对I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种误差估计方法，其特征在于，所述方法应用于组合导航处理系统，所述方法包括：/n获取微机电系统-惯性测量单元MEMSIMU采集的在第一坐标系下的第一观测量；/n对所述第一观测量进行机械编排，获取第二坐标系下载体的位置数据、速度数据和姿态信息；/n根据所述位置数据、所述速度数据，以及所述姿态信息，获取状态参数；/n根据所述位置数据、所述速度数据、所述姿态信息，和所述状态参数，估计所述第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，以及所述第一坐标系和所述第三坐标系在X方向平移误差。/n

【技术特征摘要】
1.一种误差估计方法，其特征在于，所述方法应用于组合导航处理系统，所述方法包括：
获取微机电系统-惯性测量单元MEMSIMU采集的在第一坐标系下的第一观测量；
对所述第一观测量进行机械编排，获取第二坐标系下载体的位置数据、速度数据和姿态信息；
根据所述位置数据、所述速度数据，以及所述姿态信息，获取状态参数；
根据所述位置数据、所述速度数据、所述姿态信息，和所述状态参数，估计所述第一坐标系和第三坐标系之间的三维失准角误差，以及所述第一坐标系和所述第三坐标系在X方向平移误差。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置数据、所述速度数据、所述姿态信息，获取状态参数之前，所述方法还包括：
接收全球导航卫星系统GNSS卫星信号；
根据所述GNSS卫星信号，获取第三坐标系下的第二观测量；
根据所述第二观测量，对所述位置数据、所述速度数据、所述姿态信息进行校正估计。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述GNSS卫星信号，获取第三坐标系下的第二观测量之后，所述方法还包括：
当确定所述组合导航处理系统为预设类型时，根据组合导航处理系统的类型，匹配与所述组合导航处理系统的类型对应的预设处理方式；
根据所述预设处理方式，对所述第二观测量进行处理，获取新的观测量。


4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，根据所述位置数据、所述速度数据、所述姿态信息，获取状态参数，具体包括：
将所述位置数据、所述速度数据以及所述姿态信息，输入至预设滤波器中，获取所述状态参数。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述位置数据、所述速度数据以及所述姿态信息，输入至预设滤波器中，获取所述状态参数，具体包括：
将所述位置数据、所述速度数据以及所述姿态信息，输入至预设滤波器中，以便所述预设滤波器对所述位置数据、所述速度数据以及所述姿态数据进行更新；
并利用更新后的位置数据、速度数据以及姿态信息，生成所述状态参数。


6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置数据、所述速度数据、所述姿态信息，和所述状态参数，估计所述第一坐标系和所述第三坐标系之间的三维失准角误差，以及所述第一坐标系和所述第三坐标系在X方向平移误差，具体包括：
根据所述位置数据、所述速度数据、所述姿态信息，和所述状态参数创建速度约束观测方程；
根据所述速度约束观测方程和所述状态参数，估计所述第一坐标系和所述第三坐标系之间的三维失准角误差，以及所述第一坐标系和所述第三坐标系在X方向平移误差。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述速度约束观测方程和所述状态参数，估计所述第一坐标系和所述第三坐标系之间的三维失准角误...

【专利技术属性】
技术研发人员：李韬，林涛，
申请(专利权)人：广州吉欧电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44