【技术实现步骤摘要】
本申请涉及惯性导航和定位，尤其是涉及一种水平姿态的初始化方法和初始化装置。
技术介绍
1、imu传感器目前普遍应用于车辆，机器人，物联网等新兴行业，用于提供物体的高精度水平姿态、速度和位置等信息。imu传感器为利用惯性的变化测量物体加速运动和旋转的六轴传感器，其内部包含三轴加速度计和三轴角速度计(陀螺仪)，利用imu传感器可以测量出物体的加速度和角速度，进而可以计算出物体的姿态四元数，从而基于姿态四元数计算物体的水平姿态。
2、现有技术中，在对物体的水平姿态进行初始化时，一般是在静态条件下，利用加速度数据和角速度数据进行水平姿态初始化。然而，在物体处于运动工况下时，由于物体的运动，采集到的物体的加速度数据会同时包括运动加速度和重力加速度，在运动加速度对计算姿态四元数存在影响的情况下，现有技术中的这种水平姿态初始化方式，对在运动工况下的物体进行水平姿态角的计算的精度误差较大，进而会影响后续其它参数的计算，例如速度和位置等，从而影响物体在运动工况下的应用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种水平姿态的初始化方法和初始化装置，以减小对在运动工况下的物体进行水平姿态角的计算的精度误差。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种水平姿态的初始化方法，所述初始化方法包括：
3、在载体处于运动工况下时，获取所述载体在预定时间段内时间同步的加速度数据、角速度数据和轮速数据；
4、针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，
5、确定该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的加速度的预积分量和该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的轮速预积分量的差异值，基于所述差异值确定所述载体在所述预定时间段内的重力加速度的积分量；其中，所述轮速预积分量是基于所述轮速数据确定的；
6、基于所述载体在所述预定时间段内的重力加速度的积分量，校正所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，获得所述初始采样时刻的姿态四元数校正值；
7、基于所述初始采样时刻的姿态四元数校正值和所述初始采样时刻到终止采样时刻的姿态积分量，确定所述预定时间段内的终止采样时刻的姿态四元数，基于所述预定时间段内的终止采样时刻的姿态四元数对所述载体的水平姿态进行初始化。
8、可选地，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于初始采样时刻至该预定采样时刻的加速度数据和角速度数据，确定该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的加速度的预积分量以及确定初始采样时刻到终止采样时刻的姿态积分量，包括：
9、获取所述预定时间段内的初始采样时刻的姿态四元数初始值；
10、针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于初始采样时刻至该预定采样时刻的加速度数据、角速度数据和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的加速度的预积分量；
11、针对所述预定时间段内的初始采样时刻至终止采样时刻，基于初始采样时刻至终止采样时刻的角速度数据，确定初始采样时刻到终止采样时刻的姿态积分量。
12、可选地，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于该预定采样时刻的加速度数据、角速度数据和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的加速度的积分量，包括：
13、针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于初始采样时刻至该预定采样时刻的角速度数据和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的姿态四元数；
14、基于该预定采样时刻的姿态四元数和该预定采样时刻的加速度数据，确定该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的加速度的预积分量。
15、可选地，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于该预定采样时刻的角速度数据和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的姿态四元数，包括：
16、针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，对该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的角速度数据进行预积分，获得该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的姿态预积分量；
17、基于所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每个预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的姿态预积分量和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的姿态四元数。
18、可选地，所述所述基于所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每个预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的姿态预积分量和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的姿态四元数，包括：
19、基于所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每个预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的姿态预积分量，确定所述预定时间段内的初始采样时刻到预定采样时刻的姿态积分量；
20、基于所述预定时间段内的初始采样时刻到预定采样时刻的姿态积分量和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的姿态四元数。
21、可选地，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻至终止采样时刻，基于初始采样时刻至终止采样时刻的角速度数据，确定初始采样时刻到终止采样时刻的姿态积分量，包括：
22、针对所述预定时间段内的初始采样时刻至终止采样时刻的每个预定采样时刻，对每一预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的角速度数据进行预积分，获得每一预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的姿态预积分量；基于所述预定时间段内的初始采样时刻至终止采样时刻的每一预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的姿态预积分量，确定所述预定时间段内的初始采样时刻到终止采样时刻的姿态积分量。
23、可选地，所述基于所述载体在所述预定时间段内的重力加速度的积分量，校正所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，获得所述初始采样时刻的姿态四元数校正值，包括：
24、获取重力加速度向量；
25、基于所述重力加速度向量、所述载体在所述预定时间段内的重力加速度的积分量，确定所述初始采样时刻的姿态四元数校正值。
26、第二方面，本申请实施例提供了一种水平姿态的初始化装置，所述初始化装置包括：
27、获取模块，用于在载体处于运动工况下时，获取所述载体在预定时间段内时间同步的加速度数据、角速度数据和轮速数据；
28、积分模块，用于针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于初始采样时刻至该预定采样时刻的加速度数据和角速度数据，确定该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的加速度的预积分量以及确定初始采样时刻到终止采样时刻的姿态积分量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水平姿态的初始化方法，其特征在于，所述初始化方法包括：
2.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于初始采样时刻至该预定采样时刻的加速度数据和角速度数据，确定该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的加速度的预积分量以及确定初始采样时刻到终止采样时刻的姿态积分量，包括：
3.根据权利要求2所述的初始化方法，其特征在于，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于初始采样时刻至该预定采样时刻的加速度数据、角速度数据和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的加速度的预积分量，包括：
4.根据权利要求3所述的初始化方法，其特征在于，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于初始采样时刻至该预定采样时刻的角速度数据和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的姿态四元数，包括：
5.根据权利要求4所述的初始化方法，其特征在于，所述基于所述预定时间段内的初始采样时刻之
6.根据权利要求2所述的初始化方法，其特征在于，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻至终止采样时刻，基于初始采样时刻至终止采样时刻的角速度数据，确定初始采样时刻到终止采样时刻的姿态积分量，包括：
7.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，所述基于所述载体在所述预定时间段内的重力加速度的积分量，校正所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，获得所述初始采样时刻的姿态四元数校正值，包括：
8.一种水平姿态的初始化装置，其特征在于，所述初始化装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信，所述机器可读指令被所述处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的水平姿态的初始化方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的水平姿态的初始化方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种水平姿态的初始化方法，其特征在于，所述初始化方法包括：
2.根据权利要求1所述的初始化方法，其特征在于，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于初始采样时刻至该预定采样时刻的加速度数据和角速度数据，确定该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的加速度的预积分量以及确定初始采样时刻到终止采样时刻的姿态积分量，包括：
3.根据权利要求2所述的初始化方法，其特征在于，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于初始采样时刻至该预定采样时刻的加速度数据、角速度数据和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的加速度的预积分量，包括：
4.根据权利要求3所述的初始化方法，其特征在于，所述针对所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每一预定采样时刻，基于初始采样时刻至该预定采样时刻的角速度数据和所述初始采样时刻的姿态四元数初始值，确定该预定采样时刻的姿态四元数，包括：
5.根据权利要求4所述的初始化方法，其特征在于，所述基于所述预定时间段内的初始采样时刻之后的每个预定采样时刻的前一时刻到该预定采样时刻的...
【专利技术属性】
技术研发人员：常健，黄阶金，张勇，唐晓琳，
申请(专利权)人：矽睿科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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