CN103791904B - 用于使用经校正偏航偏差值来导航的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种用于使用速度传感器及偏航率传感器来导航的方法，所述方法包含：针对多个误差参数值中的每一者计算在多个行进方向中的每一者内所行进的距离。所述方法还包含：选择使沿所述行进方向中的一者或一者以上所行进的所述距离最大化的所述误差参数值；将所述选定误差参数值施加到来自所述偏航率传感器的数据；及基于来自所述速度传感器的数据及来自所述偏航率传感器的具有所述所施加误差参数值的数据使用航位推测法来导航。

Description

用于使用经校正偏航偏差值来导航的系统及方法

技术领域

背景技术

现代用户依靠启用全球导航卫星系统(GNSS)的个人导航装置(PND)或其它配备GNSS的电子装置(例如移动电话)来在处于运动中时导航。因此，用户需要宽范围的导航情景中的高准确度。然而，有效基于GNSS的导航在其中阻碍信号发射的区域(例如车库、室内建筑物)中或在其中(尽管在室外)因由周围建筑物所形成的人造峡谷而降低信号发射的所谓的“城市峡谷”中被降低。

发明内容

涉及一种用于使用速度传感器及偏航率传感器来导航的方法的实施例在很大程度上解决了上文所述的问题，所述方法包含：针对多个误差参数值中的每一者计算在多个行进方向中的每一者内所行进的距离。所述方法还包含：选择使沿所述行进方向中的一者或一者以上所行进的所述距离最大化的所述误差参数值；将所述选定误差参数值施加到来自所述偏航率传感器的数据；及基于来自所述速度传感器的数据及来自所述偏航率传感器的具有所述所施加误差参数值的数据使用航位推测法来导航。

其它实施例涉及一种导航系统，其包含速度传感器、偏航率传感器、误差参数引擎及导航引擎。所述误差参数引擎用以针对多个误差参数值中的每一者计算在多个行进方向中的每一者内所行进的距离，及选择使沿所述行进方向中的一者或一者以上所行进的所述距离最大化的所述误差参数值。所述导航引擎用以将所述选定误差参数值施加到来自所述偏航率传感器的数据，及基于来自所述速度传感器的数据及来自所述偏航率传感器的具有所述所施加误差参数值的数据使用航位推测法来导航。

仍其它实施例涉及一种非暂时性计算机可读媒体，其含有在由处理器执行时致使所述处理器进行以下操作的指令：针对多个误差参数值中的每一者计算在多个行进方向中的每一者内所行进的距离；选择使沿所述行进方向中的一者或一者以上所行进的所述距离最大化的所述误差参数值；将所述选定误差参数值施加到来自偏航率传感器的数据；及基于来自速度传感器的数据及来自所述偏航率传感器的具有所述所施加误差参数值的数据使用航位推测法来导航。

附图说明

现在将参考附图做出本发明的示范性实施例的详细说明，在附图中：

图1a展示根据各种实施例的示范性导航系统的框图；

图1b展示根据各种实施例的示范性导航平台的框图；

图2展示根据各种实施例的示范性图形表示；

图3a及3b展示根据各种实施例的示范性停车场几何形状；

图4展示根据各种实施例的示范性导航平台的框图；且

图5展示根据各种实施例的方法的流程图。

符号及命名

在以下说明及权利要求书通篇中使用特定术语来指代特定系统组件。如所属领域的技术人员将了解，公司可用不同名称来指代组件。此文档并不打算在名称而非功能不同的组件之间进行区分。在以下论述中及在权利要求书中，术语“包含(including)”及“包括(comprising)”以开放式方式而使用且因此应解释为意味着“包含但不限于…”。此外，术语“耦合(couple或couples)”打算意味着间接电连接或直接电连接。因此，如果第一装置耦合到第二装置，那么所述连接可通过直接电连接或通过经由其它装置及连接的间接电连接。

具体实施方式

以下论述涉及本发明的各种实施例。尽管这些实施例中的一者或一者以上可是优选的，但所揭示的实施例不应解释为或以其它方式使用为限制本发明的范围(包含权利要求书)。另外，所属领域的技术人员将理解，以下说明具有广泛应用且任何实施例的论述仅意味着是所述实施例的示范性，且并不打算暗示将本发明的范围(包含权利要求书)限制于所述实施例。

个人电子装置(例如蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、个人导航装置(PND)等等)可包含提供加速度计及陀螺仪数据的微机电系统(MEMS)传感器，所述数据可在缺少全球导航卫星系统(GNSS)信号的情况下用于使用航位推测法来导航。航位推测法通过使用先前所确定位置(例如，使用GNSS)及基于已知或所估计速度及偏航率(即，由MEMS传感器所计算的那些速度及偏航率)来推进先前位置而计算当前位置。然而，MEMS传感器校准质量是不高的且因此随时间的传感器偏移(明确地说，陀螺仪传感器的偏航偏差)影响基于来自所述传感器的数据的导航，此产生其中有意义的航位推测法导航是可能的有限时间量。基于MEMS传感器的航位推测法导航是可接受地准确的时间可大约小于一分钟。

个人电子装置可与基于车辆的(例如，基于汽车的)传感器(例如，经由车载诊断(OBD)或控制器区域网络(CAN)接口)通信，所述基于车辆的传感器包含较高质量的车辆速度及陀螺仪传感器。汽车传感器可类似地用于航位推测法导航且由于其的较高质量，因此在传感器偏移不利地影响基于来自汽车传感器的数据的导航之前，保持准确达较长时间周期。然而，甚至在汽车传感器的情形中，陀螺仪传感器的偏航偏差(举例来说，以偏移的度/秒为单位所测量)可在特定时间周期内产生大航向误差。作为此偏航偏差的结果，基于传感器的航位推测法导航是可接受地准确的时间可大约小于两分钟。在上述情形两者中，航位推测法导航的长周期对偏航偏差中的甚至小误差也是敏感的。举例来说，0.1度/秒的未计及偏航偏差在10分钟内产生60度航向误差。因此，根据本发明的各种实施例，将盲估计技术应用于来自传感器的数据以校正传感器偏差值。

根据各种实施例，由于沿几个方向横穿大部分距离的事实，因此在例如多层停车场的区域中可能做出导航。在此些区域中，由于GNSS信号难以接收，因此需要高质量的航位推测法导航性能。此处所揭示的技术还可用于在其它情景中的导航，例如其中上文所提及的性质可能为真的“城市峡谷”。

现在转到图1a，根据各种实施例展示导航系统100。导航系统100展示为包括汽车传感器102，所述汽车传感器包含车辆速度传感器104及陀螺仪传感器106。车辆速度传感器104可基于车辆的车轮中的一者或一者以上的旋转速率而测量相关联车辆的速度。陀螺仪传感器106测量车辆的偏航率以确定车辆相对于初始方向的方向。如上文所阐释，在与车辆(未展示)相关联的GNSS装置不接收足以产生导航信息的GNSS信息的情况中，在航位推测法导航的短周期内可使用由传感器104、106所产生的数据。汽车传感器102展示为耦合到通信接口108，所述通信接口可包括如此项技术中已知的无线或有线接口。

导航系统100还包括个人电子装置110。个人电子装置110可是旅客的蜂窝式电话、PDA或类似物。另外，在一些实施例中，个人电子装置110可是存在于一些车辆中的内置导航系统。个人电子装置包括通信接口112，所述通信接口可以通信方式耦合到通信接口108，使得可在汽车传感器102与个人电子装置110之间交换数据。通信接口112类似地包括如此项技术中已知的与通信接口108兼容的无线或有线接口。个人电子装置110可还包括加速度计114及陀螺仪传感器116。加速度计114可耦合到基于所测量加速度而确定速度值的处理元件。陀螺仪传感器116可类似于陀螺仪传感器106。如上文所阐释，传感器114、116的校准质量可较差且因此传感器114、116易于随时间漂移。根据各种实施例，个人电子装置110还包括导航平台118。

图1b进一步详细展示导航平台118的实施例。导航平台118包含偏航偏差引擎120及导航引擎122。另外，数据储存库124可耦合到偏航偏差引擎120及导航引擎122。偏航偏差引擎120接收来自传感器104、106、114、116中的一者或一者以上的传感器数据，且基于所述传感器数据而计算随用于若干可能偏航偏差值(例如，从-0.1度/秒到0.1度/秒的0.01度/秒步长)的方向而变的行进的距离。从传感器104、106、114、116所接收的数据可存储于偏航偏差引擎120存取的数据储存库124中。在一些实施例中，偏航偏差引擎120可应用预处理步骤来将所有行进方向映射到(举例来说)0度到90度。此称为“围包”函数，下文将进一步详细阐释所述“围包”函数。

根据各种实施例，偏航偏差引擎120选择使沿行进方向中的一者或一者以上所行进的距离最大化的偏航偏差值。所述选定偏航偏差值是“正确”(或最佳估计)偏航偏差值，这是因为所行进的大部分距离(例如，在停车场中)将是沿用于θ的相对几个值的围包(θ)的方向。举例来说，在矩形停车场中，小汽车可沿0度、90度、180度及270度的方向行进；对于θ的这些值中的每一者，围包(θ)为0。因此，在预处理适于施加围包函数的情况中，随用于正确偏航偏差值的方向而变的行进的距离的所得计算在θ＝0时将具有大值。然而，不正确偏航偏差值将不产生沿行进方向中的一者或一者以上所行进的距离的相同最大化。

在本发明中，尽管通常称为计算沿特定方向所行进的距离，但可是以下情形：实际上针对以特定方向为中心的行进的小间隔来计算所行进的距离。举例来说，将行进方向划分成“格段”可简化偏航偏差引擎120的计算复杂性，下文将进一步详细阐释所述格段。另外，由于车辆的人为操纵中的自然变化，因此甚至在沿大体上笔直路径行进期间，车辆也可偏离精确航向。

转到图2，根据各种实施例展示随用于偏航偏差的变化值的方向而行进的距离的多个曲线的示范性图形表示200。如所展示，将围包函数施加到行进方向，且曲线图200展示在x轴上各自对应于围包(θ)的所得值的子集的“格段”的群组。曲线202展示为相对于其它曲线204具有至少两个明显峰值。如上文所阐释，与曲线202相关联的偏航偏差值是正确偏航偏差值，这是因为以格段14中发现的航向行进的距离是最大化的。其它曲线204中没有一者显示沿特定航向所行进的距离的此最大化，且因此与其它曲线204相关联的偏航偏差值不是对偏航偏差的良好估计。

返回参考图1b，导航引擎122可将由偏航偏差引擎120所选择的偏航偏差值施加到从陀螺仪传感器106、116中的一者或一者以上所接收的数据。导航引擎122还可基于来自传感器104、106、114、116的具有所施加偏航偏差值的数据使用航位推测法来导航。导航信息可经由个人电子装置110上的图形用户接口(未展示)、车辆中的车载显示器或类似物而显示。

根据各种实施例，一旦从传感器104、106、114、116集聚一定量的数据(例如，其中所述数据至少暂时地存储于数据储存库124中)，偏航偏差引擎120便可应用上文所描述的盲估计技术。举例来说，如上文所阐释，MEMS传感器114、116或汽车传感器104、106保持准确达至少约一分钟，从而使得能够在由偏航偏差引擎120应用盲估计技术之前集聚充分数据来确定陀螺仪传感器106、116的偏航偏差。因此，偏航偏差引擎120可在已集聚初始量的数据之后实时地应用盲估计技术，且尽管缺少GNSS信号，但导航引擎122仍可使用偏航偏差估计来提供准确的实时导航。

在其中可利用来自汽车传感器104、106的数据的示范性驾驶应用中，由于汽车传感器104、106具有较高质量，因此导航引擎122可忽略来自传感器114、116的数据。因此，当实施本文中所描述的技术时，偏航偏差引擎120使用来自陀螺仪传感器106的偏航率数据来确定行进方向及使用来自速度传感器104的速度数据来确定所行进的距离。然而，基于特定平台上的实际传感器可用性，各种其它组合是可能的。举例来说，如果无权使用来自车辆的陀螺仪数据，那么可替代地使用来自陀螺仪传感器116的数据。类似地，在缺少来自速度传感器104的数据的情况下，可替代地使用基于加速度计114所计算的速度。

以下阐释上文所描述的盲估计技术的特定数学及算法基础。出于阐释目的，让及s(t)表示来自汽车传感器104、106的原始偏航率读数(度/秒)及速度读数(米/秒)。在不失一般性的情况下，假设每几秒(t＝0、1、2、…、N)可获得一次所述读数。让为偏航率的所假定偏差。

针对所假定偏差所校正的偏航率读数经计算为：其中t＝0、1、2、…、N。接着，表示小汽车在任何时间t的方向的角度θ(t)经计算为：举例来说且在不失一般性的情况下，可假设车辆的初始方向对应于0°的角度。上文所阐释的围包函数经定义以将任何角度映射到第一象限。举例来说，围包算子经定义如下：

将围包函数施加到θ(t)，所围包角度经计算为θ_w(t)＝围包(θ(t))，其中t＝0、1、2、…、N。

使用(举例来说)如下文将描述的直方图方法来计算沿所围包角度θ_w(0≤θ_w≤90°)的每一值所行进的总距离。将所围包角度的可能范围(即，0°到90°)划分成M个格段，第k个格段的中心位于θ_b(k)＝90°k/M+Δ/2处，其中k＝0、1、2、…、M-1，且其中Δ是以90°/M给出的格段间距。针对每一格段k计算车辆以范围(θ_b(k)-Δ/2、θ_b(k)+Δ/2)中的所围包方向所横穿的总距离d(k)。

对于偏航偏差的每个假定，可使用上文所阐释的过程产生直方图(即，随k而变的d(k))。针对偏航偏差的“正确”或最可能假定是产生“最尖锐”直方图的一个假定。其中可识别最尖锐直方图的一种方式是通过针对每个直方图计算d_max＝最大(d(k))。产生最大d_max的偏航偏差是确定为正确的偏航偏差。可通过以递减次序来布置d(k)及计算沿第一P经围包方向所行进的距离与所行进的总距离的比来进一步验证所识别偏航偏差。只要此比高于特定阈值，所识别偏航偏差就视为有效。P的典型值可为2。一般来说，P的值还可基于Δ的选择而变化。用以识别最可能偏航偏差值的上文所描述的算法是实例且并非打算限制本发明的范围。

返回参考图1a及1b，在一些实施例中，偏航偏差引擎120可忽略来自传感器104、106、114、116的构成与直线运动的偏离(例如，转向及圆形斜升)的数据。举例来说，此可通过识别来自陀螺仪传感器106(或116)的测量(其的绝对值大于特定阈值(例如，5度/秒))及出于直方图产生目的将对应速度测量设定为零而执行。上文所阐释的盲估计技术主要依靠车辆的积累的直线运动，且因此在圆形运动的部分期间所获得的数据不有意义地促成导致正确偏航偏差值的识别的经计算度量。

此外，在一些情形中，举例来说，依据可用映射信息(例如，从映射软件所接收的数据)来推断停车场的轮廓可是可能的。明确地说，当车辆主要沿以90°或180°分离的直线行进时，围包函数的上文所阐释的定义是有用的。在一些实施例中，通过更改围包函数的定义来改进盲估计技术的性能以与停车场的几何形状较紧密地一致是可能的。举例来说，在图3a中所展示的停车场几何形状300的情形中，两个可能基本转向角是45°或90°。因此，可将围包函数的定义修改为：

$\mathrm{wrap}\left(\mathrm{\&theta;}\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\&theta;if}0<\mathrm{\&theta;}<45\\ \mathrm{\&theta;}-45\mathrm{if}45<\mathrm{\&theta;}<90\\ \mathrm{\&theta;}-90\mathrm{if}90<\mathrm{\&theta;}<135\\ \mathrm{\&theta;}-135\mathrm{if}135<\mathrm{\&theta;}<180\\ \mathrm{\&theta;}+180\mathrm{if}-180<\mathrm{\&theta;}<-135\\ \mathrm{\&theta;}+135\mathrm{if}-135<\mathrm{\&theta;}<-90\\ \mathrm{\&theta;}+90\mathrm{if}-90<\mathrm{\&theta;}<-45\\ \mathrm{\&theta;}+45\mathrm{if}-45<\mathrm{\&theta;}<0\end{array}\right.$

类似地，映射信息可用于帮助消除可能错误的偏航偏差估计。举例来说，在存在似乎使沿特定方向所行进的距离最大化的多个偏航偏差假定的情况下，映射信息可用于挑选最可能正确偏航偏差值。图3b展示实例停车场350，其中可能行进方向是75°、165°、255°或345°。因此，如果偏航偏差估计产生在除可能行进方向中的一者之外的方向上具有峰值的直方图，那么所述偏航偏差估计不太可能是正确的。另外，映射信息可用于确定特定偏航偏差估计是无效的。举例来说，在图3b中，对应于线352的偏航偏差估计可视为无效，这是因为其需要驾驶穿过停车场350边界。

在一些实施例中，个人电子装置110及/或汽车传感器102可包含使得能够识别(举例来说)车库中的层级改变的高度计传感器(未展示)。当与通过上文所描述的盲估计技术可能做出的航位推测法导航耦合时，导航引擎122可使用此信息来提供增强的导航经验。

仍参考图1a及1b，个人电子装置110的通信接口108、112及汽车传感器102可包括软件保护器，举例来说，蓝牙或Wi-Fi软件保护器。在一些情形中，举例来说，可因无线通道干扰而消隐个人电子装置110与软件保护器108之间的通信。此消隐周期可产生传感器数据在介于(举例来说)几百毫秒到几秒的范围内的时间周期内的损失。

在此时间期间，由于(明确地说)偏航率数据的损失，因此可使通过导航平台118所计算的航位推测法导航的质量降级。举例来说，如果车辆在此消隐事件期间转向10度，那么后续航位推测法轨线将总是偏移10度，此产生积累的导航误差。对于直线运动，此误差近似sin(10°)，其为所行进的距离的约17％。

因此，估计及校正在此消隐事件期间发生的积累的偏航(由δ表示)是重要的。可通过包含以下操作的技术来确定δ的初始估计：平均化在消隐周期之前及恰好在消隐周期之后所接收的偏航率读数，并以消隐的周期乘以此读数。另外，如果个人电子装置110自身具有传感器(如所展示)，那么传感器114、116可用于在此些消隐周期期间使用航位推测法来导航。然而，在积累的偏航中仍可存在残余误差。可通过针对残余误差的每一假定产生所行进的距离对行进方向的曲线图来校正此残余误差。类似于上文，将使沿一个或一个以上方向所行进的距离最大化的残余误差值选为对积累的偏航的残余误差的正确估计。在一些实施例中，包含航位推测法在消隐周期之前的部分及之后的部分两者以增加可靠性。

根据各种实施例，可通过降低偏航偏差的不正确计算的可能性来改进上文所阐释的盲估计技术。一些现实世界的情况(例如车辆沿渐渐弯曲的隧道行进)可通过盲估计算法解释为在具有与陀螺仪传感器106、116相关联的对应偏航偏差的情况下沿笔直隧道行进。换句话说，当笔直行进时，难以在行进的实际曲率与偏航偏差之间进行区分。在初始校准之后，在一些实施例中，陀螺仪传感器106、116的偏航偏差预期为极小的(例如，大约0.1度或小于0.1度)。因此，在这些情形中，可将上文所阐释的盲估计技术限于对应小偏航偏差假定。在此些情况中，此可显著减小偏航偏差值的错误预测。

另外，所属领域的技术人员了解，航位推测法导航可需要种子位置及方向。举例来说，当进入停车楼时，由在进入停车楼之前的GNSS数据提供航位推测法导航的播种。然而，当离开停车楼时，不可获得GNSS数据。因此，根据各种实施例，存储先前位置及方向(例如，在车辆被关上之前)以供用作在重新启动车辆时的种子位置及方向。举例来说，个人电子装置110可存储车辆的最后已知位置及定向以及相关联车辆的车辆识别号(VIN)。在一些情形中，个人电子装置110还查询来自汽车传感器102的里程表读数且使此信息与所述位置及定向信息以及VIN相关联。接着，当再次启动车辆(例如，以退出停车楼)时，个人电子装置110针对车辆的VIN及里程表读数而查询汽车传感器102。如果发现适合匹配，那么个人电子装置110使用存储于存储器中的相关联位置及定向信息来播种后续航位推测法导航。

上文所阐释的导航系统100打算为示范性的，且所属领域的技术人员了解，在本发明的一些实施例中并非需要图1a及1b中所展示的所有元件。举例来说，在一些情形中，可不需要多个速度及陀螺仪传感器，且尽管展示为个人电子装置110的一部分，但导航平台118还可定位为车辆装纳汽车传感器102的计算平台的一部分。然而，在一些实施例中，由于通常轻松地将应用程序并入到此个人电子装置中，因此将导航平台118并入到个人电子装置110可是划算。因此，导航平台118可与各种各样的现有车辆传感器系统一起使用。

另外，虽然通常相对于确定正确偏航偏差值而进行阐释，但本发明的范围打算涵盖可存在于陀螺仪传感器106、116中的其它误差参数的正确值的确定。举例来说，本发明的实施例可应用于其中陀螺仪增益值是贡献误差源的情景。此处，可针对若干陀螺仪增益值计算在多个行进方向中的每一者内所行进的距离且正确陀螺仪增益值是使沿行进方向中的一者或一者以上所行进的距离最大化的陀螺仪增益值。替代地或另外，偏航偏差率值(例如，偏航偏差值的改变的斜率或比率)、陀螺仪增益率值或上文所描述的积累的偏航值均可是贡献误差参数。本发明打算涵盖使用本文中所描述的方法的所有此些误差参数的确定。

图4展示根据各种实施例的导航平台400的另一实例。导航平台400包含耦合到处理资源404的存储器资源402。处理资源404是一个或一个以上本地或分布式处理器。存储器资源402包含一个或一个以上本地或分布式存储器装置且包括偏航偏差模块406及导航模块408。因此，存储器资源402及处理资源404是系统400的硬件组件。

每一模块406、408表示在由处理资源404执行时实施相关联引擎的指令。举例来说，当由处理资源404执行偏航偏差模块406时，实施上文所描述的偏航偏差引擎120的功能性。类似地，当由处理资源404执行导航模块408时，实施上文所描述的导航引擎122的功能性。模块406、408还可实施为存储于存储器资源402上的一安装包或多个安装包，所述存储器资源可是可从其下载安装包的CD/DVD或服务器。另外，在一些实施例中，可在特殊应用集成电路(ASIC)、ASIC及软件的组合或特殊应用指令集处理器(ASIP)中实施上文所描述的功能性。

图5展示根据各种实施例的用于使用速度传感器及偏航率传感器来导航的方法500。在框502中，方法500开始针对多个偏航偏差值中的每一者计算在多个行进方向中的每一者内所行进的距离。在框504中，方法500接着继续选择使沿行进方向中的一者或一者以上所行进的距离最大化的偏航偏差值。如上文所阐释，在一些实施例中，选择使沿任何单一行进方向所行进的距离最大化的偏航偏差值。

在框506中，方法500进一步继续将选定偏航偏差值施加到来自偏航率传感器的数据。此校正与偏航率传感器相关联的偏航偏差，从而允许导航引擎122使用航位推测法及正确偏航值来导航。最后，在框508中，方法500继续基于来自速度传感器的数据及来自偏航率传感器的具有所施加偏航偏差值的数据使用航位推测法来导航。

如上文所阐释，尽管在图5中未展示，但方法500可还包含施加围包函数以将多个行进方向中的每一者映射到多个行进方向的子集，并使用多个行进方向的子集来计算所行进的距离。举例来说，围包函数可将所有行进方向映射到第一象限(即，0度到90度)。在一些实施例中，方法500包含(举例来说)在集聚数据以准确地选择正确偏航偏差值时，在选择正确偏航偏差值之前使用航位推测法来导航。在其它实施例中，方法500可包含选择性地忽略来自速度传感器及偏航率传感器的构成与直线运动的偏离的数据。如上文所阐释，盲估计技术主要依靠积累的直线运动，且因此在圆形运动的部分期间所获得的数据不有意义地促成导致正确偏航偏差值的识别的经计算度量。此外，在一些情形中，在传感器104、106、114、116与导航平台118或使用航位推测法来执行导航的实体之间可发生消隐事件。在这些情形中，方法500可包含估计及校正在传感器与导航平台之间的消隐事件期间发生的积累的偏航。

以上论述打算为本发明的原理及各种实施例的说明性。一旦完全了解上述揭示内容，所属领域的技术人员便将明了众多变化及修改。举例来说，尽管图1b及4分别指代偏航偏差引擎120及偏航偏差模块406，但此是出于阐释的简洁目的。在确定上文所阐释的各种误差参数的情况下，引擎120及模块406还可称为误差参数引擎及误差参数模块。

作为另一实例，本发明参考行进方向，且明确地说，在一个或一个以上行进方向内所行进的距离的计算。然而，如已阐释，在一些情形中，计算在行进方向的范围内所行进的距离(举例来说)以降低计算复杂性或考虑人为精确性可是有利的。因此，本发明也打算涵盖在行进方向的范围内所行进的距离的计算。打算将以下权利要求书解释为涵盖所有此些变化及修改。

Claims (20)

1.一种用于使用速度传感器及偏航率传感器来导航的方法，其包括：

针对多个误差参数值中的每一者计算在多个行进方向中的每一者内所行进的距离；

选择使沿所述行进方向中的一者或一者以上所行进的所述距离最大化的所述误差参数值；

将所选择的所述误差参数值施加到来自所述偏航率传感器的数据；及

基于来自所述速度传感器的数据及来自所述偏航率传感器的具有所施加的所述误差参数值的数据使用航位推测法来导航。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：在计算在多个行进方向中的每一者内所行进的所述距离之前，施加围包函数以将所述多个行进方向中的每一者映射到所述多个行进方向的子集并使用所述多个行进方向的所述子集来计算所行进的所述距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其中选择使所行进的所述距离最大化的所述误差参数值进一步包括：选择使沿任何单一行进方向所行进的所述距离最大化的所述误差参数值。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：在选择使沿所述行进方向中的一者或一者以上所行进的所述距离最大化的所述误差参数值之前使用航位推测法来导航。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：选择性地忽略来自所述速度传感器及所述偏航率传感器的构成与直线运动的偏离的数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：基于来自高度计的数据而识别海拔高度改变并至少部分地基于所识别的所述海拔高度改变而导航。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述误差参数包括选自由以下各项组成的群组的至少一者：偏航偏差值、陀螺仪增益值、偏航偏差率值、陀螺仪增益率值及积累的偏航值。

8.一种导航系统，其包括：

速度传感器；

偏航率传感器；

误差参数引擎，其用以：

针对多个误差参数值中的每一者计算在多个行进方向中的每一者内所行进的距离；及

选择使沿所述行进方向中的一者或一者以上所行进的所述距离最大化的所述误差参数值；及

导航引擎，其用以：

将所选择的所述误差参数值施加到来自所述偏航率传感器的数据；及

基于来自所述速度传感器的数据及来自所述偏航率传感器的具有所施加的所述误差参数值的数据使用航位推测法来导航。

9.根据权利要求8所述的导航系统，其中在所述误差参数引擎计算在多个行进方向中的每一者内所行进的所述距离之前，所述误差参数引擎施加围包函数以将所述多个行进方向中的每一者映射到所述多个行进方向的子集并使用所述多个行进方向的所述子集来计算所行进的所述距离。

10.根据权利要求8所述的导航系统，其中所述误差参数引擎选择使沿任何单一行进方向所行进的所述距离最大化的所述误差参数值。

11.根据权利要求8所述的导航系统，其中所述导航引擎在通过所述误差参数引擎选择使沿所述行进方向中的一者或一者以上所行进的所述距离最大化的所述误差参数值之前使用航位推测法来导航。

12.根据权利要求8所述的导航系统，其中所述误差参数引擎选择性地忽略来自所述速度传感器及所述偏航率传感器的构成与直线运动的偏离的数据。

13.根据权利要求8所述的导航系统，其进一步包括高度计，其中所述导航引擎用以基于来自所述高度计的数据而识别海拔高度改变并至少部分地基于所识别的所述海拔高度改变而导航。

14.根据权利要求8所述的导航系统，其中所述误差参数包括选自由以下各项组成的群组的至少一者：偏航偏差值、陀螺仪增益值、偏航偏差率值、陀螺仪增益率值及积累的偏航值。

15.一种用于使用速度传感器及偏航率传感器来导航的设备，其包括：

用于针对多个误差参数值中的每一者计算在多个行进方向中的每一者内所行进的距离的装置；

用于选择使沿所述行进方向中的一者或一者以上所行进的所述距离最大化的所述误差参数值的装置；

用于将所选择的所述误差参数值施加到来自偏航率传感器的数据的装置；及

用于基于来自所述速度传感器的数据及来自所述偏航率传感器的具有所施加的所述误差参数值的数据使用航位推测法来导航的装置。

16.根据权利要求15所述的设备，进一步包括：用于在计算在多个行进方向中的每一者内所行进的所述距离之前，施加围包函数以将所述多个行进方向中的每一者映射到所述多个行进方向的子集并使用所述多个行进方向的所述子集来计算所行进的所述距离的装置。

17.根据权利要求15所述的设备，进一步包括：用于选择使沿任何单一行进方向所行进的所述距离最大化的所述误差参数值的装置。

18.根据权利要求15所述的设备，进一步包括：用于选择性地忽略来自所述速度传感器及所述偏航率传感器的构成与直线运动的偏离的数据的装置。

19.根据权利要求15所述的设备，进一步包括：用于基于来自高度计的数据而识别海拔高度改变并至少部分地基于所识别的所述海拔高度改变而导航的装置。

20.根据权利要求15所述的设备，其中所述误差参数包括选自由以下各项组成的群组的至少一者：偏航偏差值、陀螺仪增益值、偏航偏差率值、陀螺仪增益率值及积累的偏航值。