CN109696177B - 补偿陀螺感测值的装置、具有该装置的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了补偿陀螺仪传感器的感测值的装置、具有该装置的系统及其方法。该装置包括：陀螺偏差补偿器，该陀螺偏差补偿器通过在详细地图和所获取的车辆周围数据之间的地图匹配，消除从陀螺仪传感器接收的陀螺感测值中的陀螺偏差；以及陀螺比例因子补偿器，该陀螺比例因子补偿器通过使用车辆转向时的详细地图计算车辆行驶的道路的方位角变化来计算陀螺比例因子，并且通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿陀螺感测值。

Description

补偿陀螺感测值的装置、具有该装置的系统及其方法

相关申请的交叉引证

本申请基于并要求于2017年10月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0137709号的优先权权益，其公开内容整体通过引证并入本文。

技术领域

本公开涉及一种补偿陀螺仪传感器的感测值的装置、具有该装置的系统及其方法，更具体地，涉及一种能够通过车辆驾驶支持的传感器地图映射方式来补偿陀螺仪传感器的技术。

背景技术

通常，各种移动体(诸如船舶、飞机和汽车)都配备有用于识别当前位置和当前移动速度以确定移动路径的定位系统。定位系统从多个全球定位系统(下文称为“GPS”)接收指示纬度、经度、高度等的无线电波，计算移动体的当前位置，并通过使用地图信息来标记当前位置和移动路径。

主要用于支持驾驶员驾驶的车辆驾驶支持设备与此类定位系统一起操作以检测车辆的位置，从而提供各种系统控制功能，诸如车道偏离警告、前后碰撞警告等。

车辆驾驶支持设备采用卫星基站导航和航位推算导航以确定车辆的当前位置。车辆驾驶支持设备采用用于卫星基站导航的GPS接收器，并采用用于航位推算导航的航位推算传感器。

航位推算传感器包括用于提取行驶速度和行驶距离的里程表传感器，以及用于提取方位角的陀螺仪传感器。陀螺仪传感器是测量角速度的设备。使用陀螺仪传感器所获得的车辆的位置随着操作时间的延长而增加误差，并且随着使用陀螺仪传感器的时间而累积测量车辆位置的误差。当车辆停止时，由于误差，陀螺信号的水平根据时间而变化，这被称为“偏差漂移”。因此，有必要纠正偏差漂移。

特别地，自主驾驶或高速公路驾驶支持系统难于通过在有曲率的道路上快速呈现的图像而识别车道。因此，自主驾驶或高速公路驾驶支持系统主要依靠定位技术中的航位推算导航。当陀螺仪传感器未能产生精确的感测结果时，定位结果不精确，从而造成诸如车道偏离等车辆事故。

发明内容

已经做出本公开以解决现有技术中出现的上述问题，同时保持现有技术所实现的优点。

本公开的一个方面提供了一种补偿陀螺仪传感器的感测值的装置、具有该装置的系统及其方法，通过使用详细地图和车辆的横向控制，并通过计算比例因子来消除作为陀螺仪传感器的漂移误差的偏差，能够改善定位性能。

本发明所要解决的技术问题并不限于上述问题，并且本公开内容所属技术领域的技术人员根据下面的描述将会清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。

根据本公开的一个方面，一种补偿陀螺感测值的装置可以包括：陀螺偏差补偿器，该陀螺偏差补偿器通过详细地图与实际获取的车辆周围数据之间的地图匹配，消除从陀螺仪传感器接收的陀螺感测值中的陀螺偏差；以及陀螺比例因子补偿器，该陀螺比例因子补偿器通过在车辆转向时使用详细地图计算车辆行驶的道路的方位角变化来计算陀螺比例因子，并通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿陀螺感测值。

根据一个实施例，当车辆直前行驶时，陀螺偏差补偿器可以执行地图匹配。

根据一个实施例，所述陀螺偏差补偿器可以包括：地图匹配进入确定器，其确定车辆是否正前方行驶，并且如果所述车辆正前方行驶则允许装置进入地图匹配模式；地图匹配器，其当装置进入地图匹配模式时，执行详细地图与获取的车辆周围图像数据或LIDAR感测数据之间的地图匹配；地图匹配陀螺偏差计算器，其基于地图匹配的结果来计算地图匹配陀螺偏差；以及陀螺偏差校正器，其通过从陀螺感测值中消除地图匹配陀螺偏差来校正陀螺感测值。

根据一个实施例，地图匹配进入确定器可以确定前方跑道是否是直的道路、方向盘的角度是否为零，以及地图匹配精度是否高，并且如果前方跑道是直的道路、方向盘的角度为零，并且地图匹配精度高，则可以允许装置进入地图匹配模式。

根据一个实施例，该装置可以进一步包括悬置陀螺偏差计算器，其在车辆停止时计算悬置陀螺偏差。

根据一个实施例，陀螺偏差校正器可以在车辆停止时通过使用悬置陀螺偏差来校正陀螺感测值。

根据一个实施例，地图匹配陀螺偏差计算器可以通过从陀螺仪传感器经航位推算导航所获取的方位角减去经地图匹配所获得的方位角误差值来计算地图匹配陀螺偏差。

根据一个实施例，地图匹配陀螺偏差计算器可以通过将所计算的地图匹配陀螺偏差除以执行航位推算导航的次数来计算最终的地图匹配的陀螺偏差。

根据一个实施例，陀螺比例因子补偿器可以在车辆转向时计算陀螺比例因子。

根据一个实施例，陀螺比例因子补偿器可以包括：陀螺比例因子计算模式进入确定器，其确定车辆是否转向，并且如果车辆转向，则允许装置进入比例因子计算模式；陀螺比例因子计算器，其当装置进入陀螺比例因子计算模式时，通过使用在详细地图上车辆行驶的道路的方位角度变化，以及由陀螺仪传感器感测到的方位角变化的累积值来计算陀螺比例因子；以及陀螺比例校正器，其通过使用所计算的陀螺比例因子来校正陀螺感测值。

根据一个实施例，陀螺比例因子计算模式进入确定器可以确定：前方弯曲道路的起始点和终止点之间的方位角差值是否低于第一参考值；方向盘角度变化与陀螺感测值的旋转角值之间的差值是否小于第二参考值；前方弯曲道路的半径是否低于第三参考值；以及车辆的横向加速度是否低于第四参考值。如果前方弯曲道路的起始点和终止点之间的方位角差值低于第一参考值，如果方向盘角度变化与陀螺感测值的旋转角值之间的差值小于第二参考值，如果前方弯曲道路的半径低于第三参考值并且如果车辆的横向加速度低于第四参考值，则陀螺比例因子计算模式进入确定器可以允许装置进入比例因子计算模型。

根据一个实施例，在车辆实际行驶时的转向区间中，陀螺比例因子计算器可以通过将在详细地图上从车辆行驶的道路的转向终止点处的方位角减去转向的方位角而获得的结果值，除以陀螺仪传感器所感测的方位角变化的累积值来计算陀螺比例因子。

根据本公开的另一方面，一种补偿陀螺感测值的系统可以包括：陀螺仪传感器，其感测车辆的旋转角速度；详细地图数据库，其存储包括车道信息的详细地图；以及通过使用车辆的详细地图和周围数据来计算陀螺偏差和陀螺比例因子来补偿陀螺感测值的装置，其中在车辆内部获取周围数据。

根据本公开的一个方面，所述装置可以包括陀螺偏差补偿器，其通过详细地图与由车辆实际获取的车辆周围数据之间的地图匹配，从陀螺仪传感器接收的陀螺感应值中消除陀螺偏差。该装置还可以包括陀螺比例因子补偿器，其通过在车辆转向时通过使用详细地图计算车辆行驶的道路的方位角变化来计算陀螺比例因子，并通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿陀螺感测值。

根据本公开的另一个方面，一种补偿陀螺感测值的方法可以包括：当车辆直前行驶时，通过详细地图与由车辆获取的车辆周围数据之间的地图匹配，补偿从陀螺仪传感器接收到的陀螺感测值中所包括的陀螺偏差；在车辆转向时，通过使用详细地图计算车辆行驶的道路的方位角变化来计算陀螺比例因子；并且通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿陀螺感测值。

根据一个实施例，补偿陀螺偏差可以包括：确定车辆是否正前方行驶，并且如果车辆正前方行驶则进入地图匹配模式；进入所述地图匹配模式中后，执行将详细地图与车辆周围的获取图像数据或LIDAR感测数据之间的地图匹配；基于地图匹配的结果而计算地图匹配陀螺偏差；并且通过从陀螺感测值中消除地图匹配陀螺偏差来补偿陀螺感测值。

根据一个实施例，地图匹配陀螺偏差的计算可以包括：通过将经航位推算导航由由陀螺仪传感器所获取的方位角减去经地图匹配所获得的方位角误差值，来计算地图匹配陀螺偏差。

根据一个实施例，计算地图匹配陀螺偏差的步骤进一步可以包括：通过将所计算的地图匹配陀螺偏差除以执行航位推算导航的次数，来计算最终的地图匹配陀螺偏差。

根据一个实施例，通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿陀螺感测值的步骤可以包括：确定车辆是否正在转向，并且如果车辆转向则进入陀螺比例因子计算模式；在进入陀螺比例因子计算模式中后，通过在详细地图上车辆行驶的道路的方位角变化以及由陀螺仪传感器感测到的方位角变化的累积值，来计算陀螺比例因子；并且通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿陀螺感测值。

附图说明

根据以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显：

图1是示出根据本公开的一个实施例的补偿陀螺仪传感器的感测值的系统的框图；

图2是示出根据本公开的一个实施例的地图匹配方式的视图；

图3是示出根据本公开的一个实施例的航位推算导航输出方式的视图；

图4是示出根据本公开的一个实施例的陀螺比例因子补偿方式的视图；

图5是示出根据本公开的一个实施例的补偿陀螺仪传感器的感测值的方法的流程图；

图6是示出根据本公开的一个实施例的通过使用陀螺偏差来补偿陀螺仪观测器的感测值的方法的流程图。

图7是示出根据本公开的一个实施例的通过使用陀螺偏差来补偿陀螺仪观测器的感测值的方法的流程图。

图8A是示出根据本公开的一个实施例的在行驶期间陀螺偏差能够通过周期性地图匹配进行补偿的情况的视图；

图8B是示出根据本公开的一个实施例的在行驶期间陀螺偏差能够通过间歇性地图匹配进行补偿的情况的视图；

图8C是示出根据本公开的一个实施例的在行驶期间地图匹配困难的情况的视图；以及

图9是根据本公开的一个实施例的应用了补偿陀螺仪传感器的感测值的方法的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。在附图中，始终使用相同的附图标记以表示相同或等效的元件。另外，在下面的描述中，将排除对公知特征或功能的详细描述，以免不必要地模糊本公开的主旨。

在以下对根据本公开的实施例的元件的描述中，术语“第一”、“第二”，“A”、“B”、“(a)”和“(b)”可以被使用。这些术语仅用于区分相关元件与其他元件，相关元件的性质、顺序或序列不限于这些术语。另外，除非另外定义，否则本文所使用的包括技术或科学术语的所有术语具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。如在通常使用的字典中所定义的那些的此类术语被解释为具有与相关领域中的上下文含义相同的含义，并且不应被解释为具有理想的或过于正式的含义，除非在本申请中清楚地定义为具有此类特征。

在下文中，将参考图1至图9详细描述本公开的实施例。

图1是示出根据本公开的一个实施例的用于补偿陀螺仪传感器的感测值(在下文中，称为“陀螺感测值”)的系统的框图。图2是示出根据本公开的一个实施例的地图匹配方式的视图。图3是示出根据本公开的一个实施例的航位推算导航输出方式的视图。图4是示出根据一个实施例的陀螺比例因子补偿方式的视图。

参考图1，根据本公开的一个实施例的用于补偿陀螺感测值的系统可以包括陀螺仪传感器100、周围探测器200、GPS接收器300、详细地图数据库(DB)400，用于补偿陀螺感测值的装置(在下文中，称为“陀螺感测值补偿装置”)500以及车辆设备600。

陀螺仪传感器100可以感测车辆的旋转角速度，以将车辆的旋转角速度发送到陀螺感测值补偿装置500，使得陀螺感测值补偿装置500的控制器530在执行航位推算导航时设定车辆的方位。

周围探测器200包括获取车辆的周围的摄像机、光探测和测距(LIDAR)传感器以及无线电探测和测距(RADAR)传感器。周围检测器200获取诸如车道信息或障碍物信息的信息，并且将该信息发送给陀螺感测值补偿装置500。在这种情况下，摄像机可以包括前置摄像头、后置摄像头和全景监控系统(AVM)。

GPS接收器300从GPS卫星接收关于位置、速度、前进方向等的导航信息，并将该导航信息发送到陀螺感测值补偿装置500。

详细地图DB 400存储包括诸如车道信息、方位角、弯曲道路信息、速度限制信息和道路边界信息的详细信息的详细地图，并且在陀螺感测值补偿装置500中执行地图匹配时使用该详细地图。

陀螺感测值补偿装置500通过使用车辆内部实际获取的详细地图和车辆周围数据来计算陀螺偏差和陀螺比例因子，并且补偿陀螺感测值。

陀螺感测值＝陀螺比例因子*g陀螺偏差 (1)

如等式1所示，陀螺感测值是通过将陀螺感测值(g)乘以陀螺比例因子并将乘法结果与陀螺偏差相加而获得的。因此，根据本公开，通过消除陀螺偏差并补偿陀螺比例因子来补偿陀螺感测值。

为此，陀螺感测值补偿装置500可以包括陀螺偏差补偿器510、陀螺比例因子补偿器520、控制器530和存储器540。

当车辆直前行驶时，陀螺偏差补偿器510通过存储在详细地图DB 400中的详细地图与实际上由周围检测器200获取的车辆周围数据之间的地图匹配，从陀螺仪传感器100接收的陀螺感测值中消除陀螺偏差。在这种情况下，车辆周围数据可以包括由照摄像机获取的图像数据和由LIDAR传感器或RADAR传感器感测的数据。

为此，陀螺偏差补偿器510包括悬置陀螺偏差计算器511、陀螺偏差校正器512、地图匹配进入确定器513、地图匹配器514以及地图匹配陀螺偏差计算器515。

悬置陀螺偏差计算器511计算当车辆停止时的悬置陀螺偏差。

陀螺偏差校正器512确定近期计算和存储的最新陀螺偏差是否是通过地图匹配计算的地图匹配陀螺偏差。如果近期计算和存储的最新陀螺偏差是通过地图匹配计算的地图匹配陀螺偏差，则陀螺偏差校正器512通过使用地图匹配陀螺偏差来执行陀螺偏差校正。如果近期计算并存储的最新陀螺偏差不是通过地图匹配计算出的地图匹配陀螺偏差，则陀螺偏差校正器512通过使用当车辆停止时所计算的悬置陀螺偏差来执行陀螺偏差校正。

陀螺偏差校正器512可以通过从陀螺感测值中消除地图匹配陀螺偏差来执行陀螺偏差校正，如以下等式2所示。

校正陀螺感测值＝陀螺感测值-陀螺偏差 (2)

陀螺偏差校正器512可以通过使用当车辆停止时以现有方式计算的陀螺偏差来校正陀螺感测值。当车辆直前行驶时，陀螺偏差校正器512通过使用地图匹配陀螺偏差来校正陀螺感测值。在这种情况下，由于当车辆停止时计算和补偿陀螺偏差的技术是本领域技术人员公知的，所以将省略其细节。

地图匹配进入确定器513确定车辆是否正在直前行驶。如果车辆直前行驶，则地图匹配进入确定器513允许陀螺感测值补偿装置500进入地图匹配模式。

在这种情况下，地图匹配进入确定器513判定前方跑道是否为直线道路、方向盘的角度是否为零且地图匹配精度是否高。如果满足上述所有条件，则地图匹配进入确定器513允许陀螺感测值补偿装置500进入地图匹配模式。在这种情况下，可以从先前的地图匹配历史来估计地图匹配精度并且可以被存储。如果满足上述所有条件，则进入地图匹配模式。上述条件是确定车辆是否直前行驶。相应地，如果满足上述所有条件，则车辆被确定为直前行驶，以允许陀螺感测值补偿装置500进入用于计算陀螺偏差的地图映射模式。

当陀螺感测值补偿装置500进入地图匹配模式中时，地图匹配器514将详细地图匹配到车辆周围的获取图像数据和由LIDAR传感器或RADAR传感器感测到的周围的数据。

地图匹配陀螺偏差计算器515基于地图匹配的结果来计算地图匹配陀螺偏差。参考图2，地图匹配陀螺偏差计算器515可以通过航位推算导航从由陀螺仪传感器100获取的方位角减去通过地图匹配获得的方位角误差值来计算地图匹配陀螺偏差。

在这种情况下，如图3所示，在地图匹配期间利用陀螺仪传感器100进行多次航位推算导航。为此，所计算的地图匹配陀螺偏差必须除以计算最终地图匹配陀螺偏差时进行航位推算导航的次数，因为地图匹配方位角误差值是陀螺偏差的累积值，这是通过航位推算导航获得的。

地图匹配陀螺偏差计算器515可以通过将所计算的地图匹配陀螺偏差除以执行航位推算导航的次数来计算最终地图匹配陀螺偏差，如以下等式3所示。

陀螺比例因子补偿器520通过使用车辆转向时的详细地图计算车辆行驶的道路的方位角变化来计算陀螺比例因子，并通过使用所计算的比例因子来补偿陀螺仪感测值。

为此，陀螺比例因子补偿器520包括陀螺比例校正器521、陀螺比例因子计算模式进入确定器522和陀螺比例因子计算器523。

陀螺比例校正器521可以通过使用所计算的陀螺比例因子来校正陀螺感测值。换句话说，如等式4所示，通过将所计算的陀螺感测值乘以所计算的陀螺比例因子来补偿陀螺感测值。

补偿的陀螺感测值＝陀螺感测值*陀螺比例因子 (4)

陀螺比例因子计算模式进入确定器522确定车辆是否正在转向，以在车辆转向时允许陀螺感测值补偿装置500进入陀螺比例因子计算模式。陀螺比例因子计算模式进入确定器522确定前方弯曲道路的起始点和终止点之间的方位角的差值是否低于第一参考值、方向盘角变化与陀螺感应值的旋转角值的差值是否低于第二参考值、前方弯曲道路的半径是否低于第三参考值、以及车辆的横向加速度是否低于第四参考值。如果满足所有上述条件，则陀螺比例因子计算模式进入确定器522允许陀螺感测值补偿装置500进入陀螺比例因子进入计算模式。在这种情况下，所有的条件是确定车辆是否转向。如果满足所有条件，则确定车辆转向并且陀螺感测值补偿装置500进入陀螺比例因子计算模式。

在进入陀螺比例因子计算模式后，陀螺比例因子计算器523可以通过在详细地图上使用车辆行驶的道路的方位角变化、以及由陀螺仪传感器100感测到的方位角变化的累积值来计算陀螺比例因子

参考图4，陀螺比例因子计算器523可以在车辆实际行驶时的转向区间中，通过将通过在详细地图上从车辆行驶的道路的转向终止点处减去转向起始点处的方位角而获得的结果值，除以通过陀螺仪传感器100所感测的方位角变化的累积值，来计算陀螺比例因子，如等式5所示。

控制器530可以通过使用从GPS接收器300获取的导航信息来执行卫星基站导航，并且当车辆在GPS信号的接收阴影区域中行驶时，通过使用从陀螺仪传感器100获取的陀螺感测值来执行航位推算导航，由此识别车辆的自身位置。

存储器540存储悬置陀螺偏差、地图匹配陀螺偏差、陀螺比例因子以及从陀螺仪传感器100、周围检测器200和GPS接收器300接收的信息。

车载设备600通过使用由陀螺感测值补偿装置500补偿的陀螺感测值来执行定位，并且基于定位提供诸如车辆驾驶支持、自主驾驶和车辆导航等服务。因此，车辆设备600可以包括需要定位结果的所有车辆设备，诸如车辆驾驶支持设备、高级驾驶员辅助系统(ADAS)、车道保持辅助系统(LKAS)以及车道跟随辅助(LFA)。

尽管本公开公开了与陀螺感测值补偿装置500分开设置的车辆设备600，但是车辆设备600和陀螺感测值补偿装置500可以通过向车辆设备600的内部提供补偿陀螺感测值的功能而以一个模块的形式实现。

在下文中，将参考图5描述根据本公开的一个实施例的补偿陀螺感测值的方法。图5是示出根据本公开的一个实施例的补偿陀螺感测值的方法的流程图。

参考图5，陀螺感测值补偿装置500确定车辆是否正在行驶(S110)。如果车辆不在行驶中(即，车辆停止)，则陀螺感测值补偿装置500计算悬置陀螺偏差(S120)。

同时，如果车辆行驶，则陀螺感测值补偿装置500确定车辆是否直前行驶(S130)。如果车辆直前行驶，则陀螺感测值补偿装置500在详细地图和由周围检测器200感测的周围数据之间执行地图匹配，以计算地图匹配陀螺偏差(S140)。然后，陀螺感测值补偿装置500更新所计算的地图匹配陀螺偏差(S150)

同时，如果车辆没有直前行驶，则陀螺感测值补偿装置500确定车辆是否转向(S160)。如果车辆转向，则陀螺感测值补偿装置500计算陀螺比例因子(S170)，并将当前陀螺比例因子更新为所计算的陀螺比例因子(S180)。

在下文中，根据本公开的一个实施例将参考图6详细描述使用陀螺偏差来补偿陀螺感测值的方法。图6是示出根据本公开的一个实施例的补偿陀螺感测值的方法的流程图。图8A是示出根据本公开的一个实施例的在行驶期间能够通过周期性地图匹配来补偿陀螺偏差的情况的视图。图8B是示出根据本公开的一个实施例的在行驶期间能够通过间歇性地图匹配来补偿陀螺偏差的情况的视图。图8C是示出根据本公开的一个实施例的在行驶期间地图匹配困难的情况的视图。

参考图6，陀螺感测值补偿装置500确定近期计算并存储的最新陀螺偏差是否是通过地图匹配计算的地图匹配陀螺偏差(S211)。如果通过近期地图匹配来计算地图匹配陀螺偏差，则通过利用地图匹配陀螺偏差(S213)来补偿陀螺感测值(S214)。换句话说，陀螺感测值补偿装置500通过从陀螺感测值减去地图匹配陀螺偏差来补偿陀螺感测值。

同时，如果地图匹配陀螺偏差不是通过近期地图匹配来计算的，则陀螺感测值补偿装置500可以通过利用当车辆停止时计算的悬置陀螺偏差(S212)来补偿陀螺感测值(S214)。

因此，陀螺感测值补偿装置500可以通过使用补偿的陀螺感测值来执行航位推算导航(S215)。

此后，陀螺感测值补偿装置500确定是否满足进入地图匹配模式的条件，以在车辆行驶时计算地图匹配陀螺偏差。

在这种情况下，确定前方跑道是否为直的道路、方向盘的角度是否为零以及地图匹配精度是否高。如果满足所有条件，则进入地图匹配模式。在这种情况下，可以从先前的地图匹配历史来估计地图匹配精度并且可以存储该地图匹配精度。如果满足上述所有条件，则进入地图匹配模式。上述条件是确定车辆是否直前行驶。相应地，如果满足所有条件，则车辆被确定为直前行驶，使得陀螺感测值补偿装置500进入地图映射模式以计算陀螺偏差。

如果不满足上述条件，则陀螺感测值补偿装置500不更新地图匹配陀螺偏差(S217)。如果满足所有上述条件，则由于车辆直前行驶，所以进入地图匹配模式并执行地图匹配，从而计算地图匹配陀螺偏差(S218)。

将通过将所计算的地图匹配陀螺偏差除以执行航位推算导航的次数(S219)而计算的最终地图匹配陀螺偏差更新为地图匹配陀螺偏差(S220)。因此，此后，当陀螺感测值被补偿时，可以使用所更新的地图匹配陀螺偏差。

如上所述，在车辆行驶期间，航位推算导航在短时间内周期性地执行。如果可以通过地图匹配对陀螺感测值进行补偿，则通过所补偿的陀螺感测值执行航位推算导航，从而改善性能。

图8A示出了在车辆行驶期间(例如，车辆在高速公路上行驶的情况)通过周期性地图匹配可以对陀螺偏差进行补偿的情况。从图8A可以认识到，八个航位推算导航输出是针对一个地图匹配持续时间而作出的。

图8B示出了在车辆行驶期间(例如，道路表面处于下坡车道状态)通过间歇性地图匹配来对陀螺偏差进行补偿的情况。尽管通过执行两个地图匹配b0和地图匹配b1来计算陀螺偏差，但是之后通过地图匹配不能计算出陀螺偏差。因此，用于陀螺偏差的补偿由最新的地图匹配陀螺偏差b1执行。

参考图8C，在地图匹配困难或在车辆行驶期间不满足进入地图匹配模式的条件的情况下(例如，详细地图不存在的情况)，用于陀螺偏差的补偿是当车辆停止时通过使用通过常规方式计算的陀螺偏差C0来执行。

在下文中，根据本公开的一个实施例将参考图7详细描述使用陀螺比例因子来补偿陀螺感测值的方法。图7是示出根据本公开的一个实施例的通过使用陀螺比例因子来补偿陀螺感测值的方法的流程图。

参考图7，陀螺感测值补偿装置500通过将陀螺感测值乘以陀螺比例因子来补偿陀螺感测值(S311)。此后，通过使用所补偿的陀螺感测值执行航位推算导航(S312)。

此后，陀螺感测值补偿装置500确定车辆是否转向，以进入陀螺比例因子计算模式(S313)。换句话说，陀螺感测值补偿装置500确定前方弯曲道路的起始点和终止点之间的方位角中的差值是否低于第一参考值，方向盘角度的变化与陀螺感测值的旋转角值是否低于第二参考值，前方弯曲道路的半径是否低于第三参考值，以及车辆的横向加速度是否低于第四参考值。如果满足上述所有条件，则陀螺感测值补偿装置500进入陀螺比例因子计算模式。在这种情况下，所有的条件用于确定车辆是否转向。当满足所有条件时，车辆被确定为转向，使得陀螺感测值补偿装置500进入陀螺比例因子计算模式。

如果不满足上述条件，则陀螺感测值补偿装置500不更新陀螺比例因子(S314)。如果满足上述条件，则陀螺感测值补偿装置500可以通过将在详细地图上从行驶道路的转向终止点的方位角减去转向起始点的方位角而获得的结果值，除以由陀螺仪传感器100所感测的方位角变化的累积值来计算陀螺比例因子。(S315)

之后，陀螺感测值补偿装置500将当前的陀螺比例因子更新为所计算的陀螺比例因子(S316)。

如上所述，根据本公开，通过详细地图与由周围检测器200获取的数据之间的地图匹配来计算作为陀螺仪传感器100的漂移误差的陀螺偏差，从而消除来自陀螺感测值的陀螺偏差。另外，通过使用详细地图的方位角变化和由陀螺仪传感器100测量的方位角变化的累积值来计算陀螺比例因子，由此提高定位性能。因此，可以改善采用定位性能的车辆设备的性能。

另外，根据本公开，通过补偿陀螺仪传感器100来提高陀螺仪传感器结果的精度。因此，可以改善航位推算导航的性能，并且即使在快速呈现的曲率的情况下，车辆的横向控制也是可能的。

图9是根据本公开的一个实施例的应用了补偿陀螺感测值的方法的计算机系统的框图。

参考图9，计算系统1000可以包括经由总线1200相互连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户界面输入设备1400、用户界面输出设备1500、存储装置1600和网络界面1700。

处理器1100可以是用于处理存储在存储器1300和/或存储器1600中的指令的中央处理单元(CPU)或半导体设备。存储器1300和存储装置1600中的每一个可以包括各种类型的易失性或非易失性存储介质。例如，存储器1300可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。

因此，结合本公开中所公开的一个实施例所描述的方法或算法的操作可以直接由处理器1100执行的硬件模块、软件模块或其组合来实现。软件模块可以驻留在存储介质(例如存储器1300和/或存储装置1600)上，诸如RAM、闪存、ROM、可擦可编程ROM(EPROM)、电EPROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘或光盘ROM(CD-ROM)等。

示例性存储介质可以耦合到处理器1100。处理器1100可以从存储介质读出信息并且可以将信息写入到存储介质中。另选地，存储介质可以与处理器1100集成。处理器和存储介质可以驻留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可以驻留在用户终端中。另选地，处理器和存储介质可以作为用户终端的独立组件驻留。

如上所述，根据本公开，通过使用详细地图和关于车辆周围的感测数据来消除用作陀螺仪传感器的漂移误差的偏差可以改善性能，并且计算比例因子以补偿陀螺感测值。

在上文中，虽然已经参考示例性实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，而是在不背离所附权利要求中所要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可以由本公开所属领域的技术人员进行各种修改和更改。

因此，本公开的实施例并非旨在限制本公开的技术精神，而是仅为了说明的目的而提供。本公开的保护范围应由所附权利要求来解释，并且其所有等同方案应被解释为包括在本公开的范围内。

Claims (17)

1.一种补偿陀螺感测值的装置，所述装置包括：

陀螺偏差补偿器，配置成通过详细地图与所获取的车辆周围数据之间的地图匹配，消除从陀螺仪传感器接收的所述陀螺感测值中的陀螺偏差；以及

陀螺比例因子补偿器，配置成通过在车辆转向时使用所述详细地图计算车辆行驶的道路的方位角变化来计算陀螺比例因子，并且通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿所述陀螺感测值；

其中，所述陀螺比例因子补偿器包括：

陀螺比例因子计算模式进入确定器，配置成确定所述车辆是否正在转向，并且在所述车辆转向时允许所述装置进入比例因子计算模式；

陀螺比例因子计算器，配置成当所述装置进入所述陀螺比例因子计算模式时，通过使用在所述详细地图上所述车辆行驶的道路的方位角变化、以及由所述陀螺仪传感器感测的方位角变化的累积值来计算所述陀螺比例因子；以及

陀螺比例校正器，配置成通过使用所计算的陀螺比例因子来校正所述陀螺感测值。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述车辆直前行驶时，所述陀螺偏差补偿器执行所述地图匹配。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述陀螺偏差补偿器包括：

地图匹配进入确定器，配置成确定所述车辆是否正在直前行驶，并且当所述车辆直前行驶时允许所述装置进入地图匹配模式；

地图匹配器，配置成当所述装置进入所述地图匹配模式时，执行所述详细地图与所获取的车辆周围图像数据或LIDAR感测数据之间的所述地图匹配；

地图匹配陀螺偏差计算器，配置成基于所述地图匹配的结果来计算地图匹配陀螺偏差；以及

陀螺偏差校正器，配置成通过从所述陀螺感测值中消除所述地图匹配陀螺偏差来校正所述陀螺感测值。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述地图匹配进入确定器确定前方跑道是否是直的道路、方向盘的角度是否为零、以及地图匹配精度是否高，并且当所述前方跑道为直的道路、所述方向盘的角度为零并且所述地图匹配精度高时，允许所述装置进入所述地图匹配模式。

5.根据权利要求3所述的装置，其进一步包括：

悬置陀螺偏差计算器，配置成当所述车辆停止时计算悬置陀螺偏差。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述陀螺偏差校正器在所述车辆停止时通过使用所述悬置陀螺偏差来校正所述陀螺感测值。

7.根据权利要求3所述的装置，其中，所述地图匹配陀螺偏差计算器通过从所述陀螺仪传感器经航位推算导航所获取的方位角减去经所述地图匹配获得的方位角误差值来计算所述地图匹配陀螺偏差。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述地图匹配陀螺偏差计算器通过将所计算的地图匹配陀螺偏差除以执行所述航位推算导航的次数来计算最终的地图匹配陀螺偏差。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述陀螺比例因子补偿器在所述车辆转向时计算所述陀螺比例因子。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述陀螺比例因子计算模式进入确定器确定：前方弯曲道路的起始点和终止点之间的方位角差值是否低于第一参考值、方向盘角度变化与所述陀螺感测值的旋转角度值之间的差值是否小于第二参考值、所述前方弯曲道路的半径是否低于第三参考值、以及所述车辆的横向加速度是否低于第四参考值；以及

当所述前方弯曲道路的起始点和终止点之间的方位角差值低于所述第一参考值时，当所述方向盘角度变化与所述陀螺感测值的旋转角度值之间的差值低于所述第二参考值时，当所述前方弯曲道路的半径低于所述第三参考值时，并且当所述车辆的横向加速度低于所述第四参考值时，允许所述装置进入所述比例因子计算模式。

11.根据权利要求9所述的装置，其中，在所述车辆行驶时的转向区间中，所述陀螺比例因子计算器通过将在所述详细地图上从所述车辆行驶的道路的转向终止点处的方位角减去转向起始点处的方位角而获得的结果值，除以所述陀螺仪传感器所感测的方位角变化的累积值来计算所述陀螺比例因子。

12.一种补偿陀螺感测值的系统，所述系统包括：

陀螺仪传感器，配置成感测车辆的旋转角速度；

详细地图数据库，配置成存储包括车道信息的详细地图；以及

配置成通过使用所述车辆的详细地图和周围数据来计算陀螺偏差和陀螺比例因子来补偿所述陀螺感测值的装置，其中，在所述车辆内获取所述周围数据，

其中，所述装置包括：

陀螺偏差补偿器，配置成通过所述详细地图与所述车辆的周围数据之间的地图匹配，从所述陀螺仪传感器接收的所述陀螺感测值中消除所述陀螺偏差；以及

陀螺比例因子补偿器，配置成在所述车辆转向时通过使用所述详细地图计算所述车辆行驶的道路的方位角变化来计算所述陀螺比例因子，并且通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿所述陀螺感测值；

其中，所述陀螺比例因子补偿器包括：

陀螺比例因子计算模式进入确定器，配置成确定所述车辆是否正在转向，并且在所述车辆转向时允许所述装置进入比例因子计算模式；

陀螺比例因子计算器，配置成当所述装置进入所述陀螺比例因子计算模式时，通过使用在所述详细地图上所述车辆行驶的道路的方位角变化、以及由所述陀螺仪传感器感测的方位角变化的累积值来计算所述陀螺比例因子；以及

陀螺比例校正器，配置成通过使用所计算的陀螺比例因子来校正所述陀螺感测值。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述陀螺偏差补偿器包括：

地图匹配进入确定器，配置成确定所述车辆是否正在直前行驶，并且当所述车辆直前行驶时，允许所述装置进入地图匹配模式；

地图匹配器，配置成当所述装置进入所述地图匹配模式时，执行所述详细地图与获取的所述车辆的周围图像数据或LIDAR感测数据之间的地图匹配；

地图匹配陀螺偏差计算器，配置成基于所述地图匹配的结果来计算地图匹配陀螺偏差；以及

陀螺偏差校正器，配置成通过从所述陀螺感测值中消除所述地图匹配陀螺偏差来校正所述陀螺感测值。

14.一种补偿陀螺感测值的方法，所述方法包括：

当车辆直前行驶时，通过详细地图和由所述车辆所获取的车辆周围数据之间的地图匹配来补偿从陀螺仪传感器接收到的所述陀螺感测值中所包括的陀螺偏差；以及

在所述车辆转向时，通过使用所述详细地图计算车辆行驶的道路的方位角变化来计算陀螺比例因子，并且通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿所述陀螺感测值；

其中，通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿所述陀螺感测值的步骤包括：

确定所述车辆是否正在转向，并当所述车辆在转向时进入陀螺比例因子计算模式；

在进入所述陀螺比例因子计算模式中后，通过使用在所述详细地图上所述车辆行驶的道路的方位角变化以及由所述陀螺仪传感器感测的方位角变化的累积值，来计算所述陀螺比例因子；以及

通过使用所计算的陀螺比例因子来补偿所述陀螺感测值。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，补偿所述陀螺偏差的步骤包括：

确定所述车辆是否直前行驶，并且当所述车辆直前行驶时进入地图匹配模式；

进入所述地图匹配模式中后，执行将所述详细地图与获取的所述车辆的周围图像数据或LIDAR感测数据之间的地图匹配；

基于所述地图匹配的结果而计算地图匹配陀螺偏差；以及

通过从所述陀螺感测值中消除所述地图匹配陀螺偏差来补偿所述陀螺感测值。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，计算所述地图匹配陀螺偏差的步骤包括：

通过从所述陀螺仪传感器经航位推算导航所获取的方位角减去经所述地图匹配获得的方位角误差值，来计算所述地图匹配陀螺偏差。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，计算所述地图匹配陀螺偏差的步骤进一步包括：

通过将所计算的地图匹配陀螺偏差除以执行所述航位推算导航的次数，来计算最终的地图匹配陀螺偏差。