用于校准车辆导航系统的动态参数的装置及方法制造方法及图纸

给出了用于校准车辆导航系统的动态参数的装置和方法。一种方法可包括：确定车辆的参考位置数据是否可用，以及测量该车辆的复合加速度。该方法可进一步包括基于轮速传感器数据生成距离和转角数据、基于独立的位置数据计算距离和转角误差、以及将该距离和转角误差与复合加速度相关联。给出的第二种方法包括校准车辆导航系统内的惯性导航传感器。此第二种方法可包括确定参考位置数据和惯性导航系统（INS）数据，将IMU与该车辆对准，以及将IMU与地球固定坐标系对准。此第二种方法可进一步包括计算相对于水平面的车辆对准；以及确定与该车辆相关联的距离传感器的校准参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】公开领域本公开的各方面一般涉及车辆导航系统，尤其涉及校准与航位推算(DR)定位相关联的动态参数的改进的车辆导航系统及方法。背景现代车辆导航系统可生成并显示实时定位和方向信息以辅助驾驶员。此类系统还能为紧急服务提供者提供危急定位信息。许多现代车辆导航系统可使用诸定位系统的组合以提高精确性和稳健性。例如，此类系统可使用基于传感器的航位推算(DR)以桥接全球定位系统(GPS)间隙。航位推算导航系统可以基于两种普通传感器类别。第一种类别可包括惯性运动传感器(IMU)，诸如举例而言，加速计和陀螺仪。该类别中的传感器不仅在车辆导航系统中有用，还可用于其他车辆子系统中，诸如稳定性控制系统。第二种传感器类别可包括轮速传感器(WSS)(也称为车轮记号传感器)和车辆里程计。这些传感器可被包括于防抱死制动系统中以供检测车轮打滑和滑行。这两种类别的传感器可产生能由车辆导航系统通过到这些传感器自身、或到包含传感器数据的车辆数据总线的有线和/或无线连接来访问。与DR定位系统相关联的、可能难以缓解的误差是由车辆操纵和/或车辆在非水平表面上行驶而引起的动态误差。在这些情形中，由于车辆的悬架和轮胎弹性的复合效应，车身可能相对于道路表面旋转，导致惯性传感器失准并由此误解读它们的数据。轮胎弹性自身可造成又一 DR误差，因为在DR系统中纳入轮速传感器和车辆里程计信号通常需要关于每个轮胎半径的准确知识。轮胎半径的未知变化可能导致所计算出的行进距离和转角中的误差。在与安全相关的另一车辆应用中，WSS数据还可用于漏气轮胎检测。当(可使用GPS校准的)轮胎半径突然显著地收缩时，它可能是对漏气轮胎的指示。就DR定位而言，应当准确地知悉轮胎半径以获得可靠结果。取决于道路表面取向(即道路纵断面)和车辆操纵，车辆悬架可以要么向侧面侧倾、要么是头部向上/向下倾斜、要么是这两者。此运动通常可伴随有由轮胎大小变化造成的车身旋转，因此总的车身取向改变将是由悬架偏移和轮胎变形造成的两种旋转的总和。如以上所提及的，轮胎半径改变自身对于基于车轮记号的DR和漏气轮胎检测可能是非常重要的。这些效应的具体示例在附图说明图1-4中解说并在以下更为详细地描述。图1解说了与在平坦道路表面上行进时的左转相关联的车辆动态的示例100。车辆105的背面被示出，并示出在此操纵期间发生的车辆侧倾和轮胎变形。在左转期间，关于质心110的“惯性”离心力(车辆质量乘以向心加速度，图1中示为的转矩使得车辆向右(乘客)侧侧倾。该力使得右轮胎130相对于左轮胎125压缩，并且右侧的悬架120相对于左侧的悬架115压缩。图2解说了与在侧斜道路表面上行进的车辆105相关联的动态的示例200。再次，车辆105的背部被示出，并示出车辆随着它在侧斜道路上直行而向右侧倾斜。由重力加速度引起的转矩(m#)将使得车辆倾斜，由此导致右轮胎130相对于左轮胎125压缩，并且右侧的悬架120相对于左侧的悬架115压缩。相应地，在两个示例100和200中，右车轮130半径将收缩并且左车轮125半径将增加，并且悬架将顺时针偏斜。图3解说了与在平坦道路表面上加速前进的车辆105相关联的动态的示例300。车辆105的乘客侧被示出，并示出在此操纵期间发生的车辆仰俯和轮胎变形。具体而言，前向加速度使得车辆105头朝上旋转，从而增加后轮胎330上的载重以补偿“惯性”力(车辆质量乘以前向加速度，图3中示为的转矩。惯性力(-ma)将使得后悬架315收缩并且前悬架310扩展，由此导致造成正仰俯旋转的偏斜悬架。该力还将使得两个后车轮330的半径收缩并且两个前车轮305的半径扩展，由此促成车辆仰俯旋转。图4解说了与沿着斜坡道路表面上坡行进的车辆105相关联的动态的示例400。该斜坡使得车辆关于其质心110旋转，由此导致使得车辆仰俯和轮胎变形，类似于以上在图3中所描述的。此处，由重力加速度引起的力(-OTg)导致后悬架315收缩并且前悬架310扩展，由此再次造成正仰俯旋转。该力还将使得两个后车轮330的半径收缩并且两个前车轮305的半径扩展，由此再次促成车辆仰俯旋转。如可从以上所述示例所见，不同类型的车辆操纵可导致各种动态误差，这些动态误差可影响WSS和IMU两种传感器的准确性。因为这些误差会不利地影响到DR定位的准确性，因此期望校准此类传感器提供的数据以提高车辆导航系统的准确性。概述各示例性实施例针对用于校准车辆导航系统的动态参数的系统和方法。在一个实施例中，给出了一种用于校准车辆导航系统内的距离传感器的方法。该方法可包括确定车辆的参考位置数据可用，以及测量该车辆的复合加速度。该方法可进一步包括基于轮速传感器数据生成距离和转角数据、基于独立的位置数据计算距离和转角误差、以及将这些距离和转角误差与复合加速度相关联。在另一实施例中，该方法可进一步包括使用轮速传感器确定距离和转角数据，测量复合前向和横向加速度，确定校准数据可用，基于所测量的复合加速度确定距离和转角校正，以及向距离和转角数据应用距离和转角校正。在另一个实施例中，给出了一种用于校准车辆导航系统内的距离传感器的装置。该装置可包括加速计；参考位置确定系统；至少两个轮速传感器；耦合至该加速计、该至少两个轮速传感器、和该参考位置确定系统的处理器；以及耦合至该处理器的存储器。该存储器存储使得处理器执行以下动作的指令从该加速计接收该车辆的所测量的复合加速度，确定该复合加速度何时是基本恒定的，基于该轮速传感器计算距离和转角数据，基于由独立的位置确定系统提供的数据来生成距离和转角误差，从该加速计接收复合加速度，以及将该距离和转角误差与该复合加速度相关联。在另一实施例中，给出了一种用于校准车辆导航系统内的惯性导航传感器的方法。该方法可包括确定参考位置数据和惯性导航系统(INS)数据，以及将IMU与该车辆对准。该方法可进一步包括将该IMU与地球固定坐标系对准，计算相对于水平面的车辆对准；以及确定与该车辆相关联的距离传感器的校准参数。在另一实施例中，给出了一种用于校准驻留在车辆内的导航系统内的惯性传感器的装置。该装置可包括加速计、至少两个距离传感器、包括惯性测量单元(MU)的车辆惯性导航系统(INS)、处理器，该处理器耦合至该加速计、该至少两个距离传感器、和该INS。还包括耦合至处理器的存储器，其中该存储器存储使得处理器确定参考位置数据和INS数据并将该MU与该车辆对准的指令。这些指令还进一步使得处理器将该MU与地球固定坐标系对准，计算相对于水平面的车辆对准；确定这至少两个距离传感器的校准参数，使用距离传感器来测量数据；以及向所测量的距离数据应用校准参数。附图简要说明给出附图以帮助描述各实施例，并且提供这些附图仅仅是为了解说各实施例而非对其进行限制。图1是解说与平坦道路表面上的左转相关联的车辆动态的示例的绘图。图2是解说与沿着侧斜道路表面行进相关联的车辆动态的示例的绘图。图3是解说与前向加速度相关联的车辆动态的示例的绘图。图4是解说与沿着斜坡道路表面行进相关联的车辆动态的示例的绘图。图5是示出轮速传感器(WSS)校准和补偿系统的实施例的框图。图6A和6B是例示图6中所示WSS校准和补偿系统中使用的组件选集的车辆安置的示图。图7是示出移动设备内实现的轮速传感器(WSS)校准和补偿系统的实施例的框图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.22 US 12/841,9531.一种用于校准车辆导航系统内的距离传感器的方法，包括确定车辆的参考位置数据可用；测量所述车辆的复合加速度；基于轮速传感器数据生成距离和转角数据；基于独立的位置数据计算距离误差和转角误差；以及将所述距离误差和转角误差与复合加速度相关联。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括确定所述复合加速度是基本恒定的。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关联进一步包括在查找表中存储所述距离误差和转角误差；以及用所述复合加速度来索引所述查找表。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述关联进一步包括用第一数学函数来近似所述距离误差与所述复合加速度之间的关系；以及用第二数学函数来近似所述转角误差与所述复合加速度之间的关系。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一数学函数和所述第二数学函数是线性函数。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合加速度包括复合前向加速度和复合横向加速度。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述距离误差与所述复合前向加速度相关联；以及将所述转角误差与所述复合横向加速度相关联。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述距离传感器是轮速传感器，并且所述参考位置数据是卫星定位系统数据。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括向所述距离传感器数据应用校正，包括使用所述轮速传感器确定距离和转角数据；测量复合前向和横向加速度；确定校准数据可用；基于所测量的复合加速度确定距离和转角校正；以及向所述距离和转角数据应用距离和转角校正。10.一种用于校准车辆导航系统内的距离传感器的装置，包括加速计；参考位置确定系统；至少两个轮速传感器；耦合至所述加速计、所述轮速传感器、和所述参考位置确定系统的处理器；以及耦合至所述处理器的存储器，其中所述存储器存储使得所述处理器执行以下动作的指令:从所述加速计接收所述车辆的所测量的复合加速度，确定所述复合加速度何时是基本恒定的，基于所述轮速传感器计算距离和转角数据，基于由独立的位置确定系统提供的数据来计算距离误差和转角误差，从所述加速计接收复合加速度，以及将所述距离误差和转角误差与所述复合加速度相关联。11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述参考位置确定系统是卫星定位系统 (SPS)和/或地图匹配系统。12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述至少两个轮速传感器是记号传感器。13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述加速计、所述SPS、所述处理器、和所述存储器驻留在移动设备内。14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述存储器存储进一步使所述处理器执行以下动作的指令在查找表中存储所述距离误差和转角误差，以及用所述复合加速度来索引所述查找表。15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述存储器存储进一步使所述处理器执行以下动作的指令用第一数学函数来近似所述距离误差与所述复合加速度之间的关系；以及用第二数学函数来近似所述转角误差与所述复合加速度之间的关系。16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一数学函数和所述第二数学函数是线性函数。17.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述复合加速度包括复合前向加速度和复合横向加速度。18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述存储器存储进一步使所述处理器执行以下动作的指令将所述距离误差与所述复合前向加速度相关联；以及将所述转角误差与所述复合横向加速度相关联。19.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述存储器存储进一步使所述处理器执行以下动作的指令从所述轮速传感器接收距离数据；从所述加速计接收复合前向和横向加速度；确定校准数据可用；基于所测量的复合加速度确定距离和转角校正；以及向所述距离传感器数据应用距离和转角校正。20.一种用于校准车辆导航系统内的距离传感器的设备，包括用于确定车辆的参考位置数据可用的装置；用于测量所述车辆的复合加速度的装置；用于基于轮速传感器数据生成距离和转角数据的装置；用于基于独立的位置数据计算距离误差和转角误差的装置；以及用于将所述距离误差和转角误差与复合加速度相关联的装置。21.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·库里克，J·佐姆坡，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：