CN109649490A - 汽车方向盘零偏的自动标定方法、系统及车辆 - Google Patents

汽车方向盘零偏的自动标定方法、系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及自动驾驶技术领域，公开了一种汽车方向盘零偏的自动标定方法、系统及车辆，该方法包括：判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态；若是，将当前采样时间区间确定为当前标定时间区间，并获取车辆处于直线行驶状态时汽车方向盘的转向角度，以作为当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果；获取历史零偏标定结果；根据历史零偏标定结果和当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果，推算出汽车方向盘的实时零偏标定结果。实施本发明实施例，能够对自动驾驶中的汽车方向盘零偏进行自动标定，提高测量汽车方向盘零偏的精确度。

Description

汽车方向盘零偏的自动标定方法、系统及车辆
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及汽车方向盘零偏的自动标定方法、系统及车辆。
背景技术
众所周知，汽车方向盘对控制汽车的行车轨迹起着重要的作用。在实际安装汽车方向盘时，难免会存在一定误差，使得安装于不同汽车的方向盘表现出了个体零偏差异。在人工驾驶的场景下，驾驶者可以通过目测汽车的行车轨迹来纠正方向盘零偏，因此受到方向盘零偏的影响不大。然而，在自动驾驶的场景下，尤其是高速巡航和车道保持场景，当车辆控制方向盘回正时，微小的方向盘零偏也会导致行车轨迹偏移，增高了自动驾驶的行车安全风险。
为了应对自动驾驶中方向盘零偏带来的安全隐患，需要及时识别并测量出方向盘零偏。现有的方向盘零偏测量方式要求驾驶者按照在地面上严格标定的直线轨迹控制汽车行驶，并读取汽车沿直线轨迹行驶时方向盘的转向角度，以作为方向盘零偏。可见，这种测量方式依赖于人工控制方向盘来驾驶车辆，难以保证车辆的行车轨迹为直线，且存在方向盘转角随机误差，使得测量结果的精确度不高。
发明内容
本发明实施例公开了一种汽车方向盘零偏的自动标定方法、系统及车辆，能够对自动驾驶中的汽车方向盘零偏进行自动标定，并且提高测量汽车方向盘零偏的精确度。
本发明实施例第一方面公开一种汽车方向盘零偏的自动标定方法，所述方法包括：
判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态；其中，所述当前采样时间区间是根据所述车辆的行车时间所截取到的若干个预设时间长度的采样时间区间中最接近当前时刻的采样时间区间；
若是，将所述当前采样时间区间确定为当前标定时间区间，并获取所述车辆处于所述直线行驶状态时汽车方向盘的转向角度，以作为所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果；
获取历史零偏标定结果；其中，所述历史零偏标定结果是对所述当前标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果进行均值递推运算所获得的；
根据所述历史零偏标定结果和所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果，推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态，包括：
利用车辆的运动测量单元测量出所述车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度；
判断所述车辆转动角度是否低于预设角度阈值；
若低于所述预设角度阈值，判定出所述车辆在所述当前采样时间区间内处于直线行驶状态。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述运动测量单元包括惯性测量单元，所述利用车辆的运动测量单元测量出所述车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度，包括：
利用车辆的惯性测量单元测量所述车辆的垂向转动角速度值；
获取所述惯性测量单元的Z轴零偏值；
利用所述垂向转动角速度值减去所述Z轴零偏值，获得去零偏后的垂向转动角速度值；
根据所述去零偏后的垂向转动角速度值，计算得出所述车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述根据所述历史零偏标定结果和所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果，推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果，包括：
根据所述历史零偏标定结果和所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果，并结合以下公式推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果：
其中，所述θN为所述汽车方向盘的实时零偏标定结果，所述N0为预设标定时间区间数，所述θN-1为所述历史零偏标定结果，所述θcur为所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述历史零偏标定结果是利用以下公式计算得到的，即：
其中，所述θN-1为所述历史零偏标定结果，所述N0为所述预设标定时间区间数，所述θN-2是对前一标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果进行所述均值递推运算所获得的零偏标定结果，所述前一标定时间区间为所述当前标定时间区间之前的历史标定时间区间中最接近所述当前标定时间区间的一个历史标定时间区间，所述θcur'为所述前一标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述获取历史零偏标定结果，包括：
从存储单元中获取历史零偏标定结果；
在所述推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果之后，所述方法还包括：
将所述汽车方向盘的实时零偏标定结果存储至所述存储单元中，以作为更新后的历史零偏标定结果。
本发明实施例第二方面公开一种汽车方向盘零偏的自动标定系统，所述系统包括：
判断模块，用于判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态；其中，所述当前采样时间区间是根据所述车辆的行车时间所截取到的若干个预设时间长度的采样时间区间中最接近当前时刻的采样时间区间；
第一获取模块，用于在所述判断模块判定出所述车辆在所述当前采样时间区间内处于直线行驶状态时，将所述当前采样时间区间确定为当前标定时间区间，并获取所述车辆处于所述直线行驶状态时汽车方向盘的转向角度，以作为所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果；
第二获取模块，用于获取历史零偏标定结果；其中，所述历史零偏标定结果是对所述当前标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果进行均值递推运算所获得的；
推算模块，用于根据所述历史零偏标定结果和所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果，推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述判断模块包括：
测量子模块，用于利用车辆的运动测量单元测量出所述车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度；
判断子模块，用于判断所述车辆转动角度是否低于预设角度阈值，以在所述车辆转动角度低于所述预设角度阈值时，判定出所述车辆在所述当前采样时间区间内处于直线行驶状态。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述运动测量单元包括惯性测量单元，所述测量子模块包括：
垂向转角测量模块，用于利用车辆的惯性测量单元测量所述车辆的垂向转动角速度值；
第三获取模块，用于获取所述惯性测量单元的Z轴零偏值；
减运算模块，用于利用所述垂向转动角速度值减去所述Z轴零偏值，获得去零偏后的垂向转动角速度值；
计算模块，用于根据所述去零偏后的垂向转动角速度值，计算得出所述车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述推算模块，具体用于根据所述历史零偏标定结果和所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果，并结合以下公式推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果：
其中，所述θN为所述汽车方向盘的实时零偏标定结果，所述N0为预设标定时间区间数，所述θN-1为所述历史零偏标定结果，所述θcur为所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述历史零偏标定结果是利用以下公式计算得到的，即：
其中，所述θN-1为所述历史零偏标定结果，所述N0为所述预设标定时间区间数，所述θN-2是对前一标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果进行所述均值递推运算所获得的零偏标定结果，所述前一标定时间区间为所述当前标定时间区间之前的历史标定时间区间中最接近所述当前标定时间区间的一个历史标定时间区间，所述θcur'为所述前一标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述第二获取模块，具体用于从存储单元中获取历史零偏标定结果；
所述系统还包括：
存储模块，用于在所述推算模块推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果之后，将所述汽车方向盘的实时零偏标定结果存储至所述存储单元中，以作为更新后的历史零偏标定结果。
本发明实施例第三方面公开一种车辆，所述车辆包括本发明实施例第二方面公开的一种汽车方向盘零偏的自动标定系统。
本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的一种汽车方向盘零偏的自动标定方法。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例中，通过判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态，从而在判定出车辆在当前采样时间区间内处于直线行驶状态时，将当前采样时间区间确定为当前标定时间区间，并自动获取汽车方向盘的转向角度，以作为当前标定时间区间对应的方向盘零偏标定结果，能够保证车辆在满足直线行驶的前提下测量汽车方向盘零偏，操作简单，且可行度高；并且，由于汽车方向盘的实时零偏标定结果是基于对多个标定时间区间对应的方向盘零偏标定结果进行均值递推运算的方式推算得到的，不仅具有单个标定时间区间内的方向盘零偏标定结果容易采集的优势，还能够通过对大量标定结果样本求解平均值，大大消除了方向盘转向角度的随机误差，提高测量汽车方向盘零偏的精确度；此外，能够在自动驾驶过程中对汽车方向盘零偏进行自动标定，无需耗费时间与人力进行人为标定，提升了汽车方向盘零偏标定的便利性，还能够根据车辆的参数变化情况及时更新汽车方向盘零偏，保证汽车方向盘零偏的持续准确性，进而保持自动驾驶中行车轨迹的准确性，有利于安全驾驶。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的一种汽车方向盘零偏的自动标定方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种汽车方向盘零偏的自动标定方法的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的又一种汽车方向盘零偏的自动标定方法的流程示意图；
图4是本发明实施例公开的一种汽车方向盘零偏的自动标定系统的结构示意图；
图5是本发明实施例公开的另一种汽车方向盘零偏的自动标定系统的结构示意图；
图6是本发明实施例公开的又一种汽车方向盘零偏的自动标定系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例公开了一种汽车方向盘零偏的自动标定方法、系统及车辆，能够对自动驾驶中的汽车方向盘零偏进行自动标定，并且提高测量汽车方向盘零偏的精确度。以下结合附图进行详细描述。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种汽车方向盘零偏的自动标定方法的流程示意图。如图1所示，该汽车方向盘零偏的自动标定方法应用于方向盘零偏标定系统，具体可以包括以下步骤。
101、方向盘零偏标定系统判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态，若是，执行步骤102～步骤104。
本发明实施例中，当前采样时间区间是根据车辆的行车时间所截取到的若干个预设时间长度的采样时间区间中最接近当前时刻的采样时间区间，其中，预设时间长度的取值满足判定车辆直线行驶状态的最小误差要求(比如1秒)，对此不作具体限定。可选的，若方向盘零偏标定系统判断车辆在当前采样时间区间内不处于直线行驶状态，则经过预设采样时间间隔(对应于上述预设时间长度)后，方向盘零偏标定系统继续执行判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态的步骤。
本发明实施例中，可以理解，由于汽车方向盘零偏在单次行驶过程变化微小，因此，基于小区间标定和累加平均的方法，可以在单次行驶过程中截取符合标定条件(即车辆处于直线行驶状态)的多个标定时间区间，并对多个标定时间区间各自采集到的汽车方向盘的零偏标定结果进行累加平均运算。随着标定时间区间数量不断增加，计算得到的汽车方向盘的平均零盘标定结果将不断收敛于单次行驶过程中汽车方向盘零偏的真实值，从而充分利用多个标定时间区间的标定结果，保证求得的汽车方向盘的平均零偏标定结果的准确性。
102、方向盘零偏标定系统将当前采样时间区间确定为当前标定时间区间，并获取车辆处于直线行驶状态时汽车方向盘的转向角度，以作为当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果。
本发明实施例中，汽车方向盘可以设置有方向盘转角传感器，步骤102中，方向盘零偏标定系统可以通过方向盘转角传感器获取车辆处于直线行驶状态时汽车方向盘的转向角度。
103、方向盘零偏标定系统获取历史零偏标定结果。
本发明实施例中，历史零偏标定结果是对当前标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果进行均值递推运算所获得的。
104、方向盘零偏标定系统根据历史零偏标定结果和当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果，推算出汽车方向盘的实时零偏标定结果。
本发明实施例中，作为一种可选的实施方式，步骤104中，方向盘零偏标定系统结合以下公式推算出汽车方向盘的实时零偏标定结果：
其中，所述θN为汽车方向盘的实时零偏标定结果，N0为预设标定时间区间数，θN-1为历史零偏标定结果，θcur为当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果。
需要说明的是，当上述公式中的N值不断增大(即参与运算的标定时间区间数量不断增加)，直至求得的θN满足精度标准(比如0.1度)时，则可以将此时的N值确定为N0的取值。可以理解，当参与运算的标定时间区间数量大于N0之后，汽车方向盘的实时零偏标定结果可视为稳定不变，因此，可以将在获得第N0个标定时间区间后求得的θN0作为此次行驶过程中汽车方向盘的最终零偏标定结果，结束递推运算。
相应的，步骤103中，历史零偏标定结果是利用以下公式计算得到的，即：
其中，所述θN-1为历史零偏标定结果，N0为预设标定时间区间数，θN-2是对前一标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果进行均值递推运算所获得的零偏标定结果，前一标定时间区间为当前标定时间区间之前的历史标定时间区间中最接近当前标定时间区间的一个历史标定时间区间，θcur'为前一标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果。
可见，实施图1所描述的方法，能够保证车辆在满足直线行驶的前提下测量汽车方向盘零偏，操作简单，且可行度高；并且，不仅具有单个标定时间区间内的方向盘零偏标定结果容易采集的优势，还能够通过对大量标定结果样本求解平均值，大大消除了方向盘转向角度的随机误差，提高测量汽车方向盘零偏的精确度；此外，能够在自动驾驶过程中对汽车方向盘零偏进行自动标定，无需耗费时间与人力进行人为标定，提升了汽车方向盘零偏标定的便利性，还能够根据车辆的参数变化情况及时更新汽车方向盘零偏，保证汽车方向盘零偏的持续准确性，进而保持自动驾驶中行车轨迹的准确性，有利于安全驾驶。
实施例二
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种汽车方向盘零偏的自动标定方法的流程示意图。如图2所示，该汽车方向盘零偏的自动标定方法可以包括以下步骤。
201、方向盘零偏标定系统利用车辆的运动测量单元测量出车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度。
本发明实施例中，车辆的运动测量单元可以包括惯性测量单元(InertialMeasurement Unit，IMU)或者航向测量单元(比如罗经等)，对此不作具体限定。
202、方向盘零偏标定系统判断车辆转动角度是否低于预设角度阈值，若是，则判定出车辆在当前采样时间区间内处于直线行驶状态，并执行步骤203～步骤205。
本发明实施例中，若车辆转动角度不低于预设角度阈值，方向盘零偏标定系统判定出车辆在当前采样时间区间内不处于直线行驶状态，则经过预设采样时间间隔后，方向盘零偏标定系统继续执行利用车辆的运动测量单元测量出车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度的步骤。
作为一种可选的实施方式，方向盘零偏标定系统还可以利用航向测量单元测量出车辆在当前采样时间区间内的航向变化量；方向盘零偏标定系统判断车辆的航向变化量是否低于预设航向变化门限值，若是，则判定出车辆在当前采样时间区间内处于直线行驶状态。可见，通过车辆的航向测量单元获取车辆在短时间内的航向变化量，从而检测车辆是否处于直线行驶状态，可以保证较高的测量精度。
203、方向盘零偏标定系统将当前采样时间区间确定为当前标定时间区间，并获取获取车辆处于直线行驶状态时汽车方向盘的转向角度，以作为当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果。
可见，实施上述步骤201～步骤203，通过检测车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度，能够自动判断车辆是否在当前采样时间区间内处于直线行驶状态，操作简单，且可行度高，大大减小了人为判定车辆行驶状态的误差。
204、方向盘零偏标定系统获取历史零偏标定结果。
205、方向盘零偏标定系统根据历史零偏标定结果和当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果，推算出汽车方向盘的实时零偏标定结果。
可见，实施图2所描述的方法，通过检测车辆在采样时间区间内的车辆转动角度，能够自动判断车辆是否在采样时间区间内处于直线行驶状态，操作简单，且可行度高，大大减小了人为判定车辆行驶状态的误差，以保证车辆在满足直线行驶的前提下测量汽车方向盘零偏；并且，不仅具有单个标定时间区间内的方向盘零偏标定结果容易采集的优势，还能够通过对大量标定结果样本求解平均值，大大消除了方向盘转向角度的随机误差，提高测量汽车方向盘零偏的精确度；此外，能够在自动驾驶过程中对汽车方向盘零偏进行自动标定，无需耗费时间与人力进行人为标定，提升了汽车方向盘零偏标定的便利性，还能够根据车辆的参数变化情况及时更新汽车方向盘零偏，保证汽车方向盘零偏的持续准确性，进而保持自动驾驶中行车轨迹的准确性，有利于安全驾驶。
实施例三
请参阅图3，图3是本发明实施例公开的又一种汽车方向盘零偏的自动标定方法的流程示意图。在图3所描述的汽车方向盘零偏的自动标定方法中，运动测量单元可以包括惯性测量单元。如图3所示，该汽车方向盘零偏的自动标定方法可以包括以下步骤。
301、方向盘零偏标定系统利用车辆的惯性测量单元测量车辆的垂向转动角速度值。
302、方向盘零偏标定系统获取惯性测量单元的Z轴零偏值。
本发明实施例中，惯性测量单元一般包含一个三轴的加速度计和一个三轴的陀螺仪，用于测量车辆的三轴加速度及角速度，并估计车辆位姿，其中，三轴为惯性坐标系的X轴、Y轴和Z轴。步骤302中，方向盘零偏标定系统可以通过静态情况标定或者车辆定位算法来获取惯性测量单元的Z轴零偏值，也可以结合静态情况标定和车辆定位算法来获取惯性测量单元的Z轴零偏值，对此不作限定。
其中，可选的，若结合静态情况标定和车辆定位算法，则步骤302包括以下步骤：
(1)静态情况标定：当车辆处于停止状态(静态)时，采集惯性测量单元的Z轴角速度测量值；对将采集到的多个Z轴角速度测量值进行均值运算，获得惯性测量单元的静态Z轴零偏值，将惯性测量单元的静态Z轴零偏值作为惯性测量单元的当前Z轴零偏值。
(2)车辆定位算法：若车辆处于行驶状态且可以进行定位导航，在利用由微加速度计和微陀螺仪构成的惯性测量单元对车辆进行微惯性导航时，构建微惯性测量组件模型，其中，惯性测量单元的三轴零偏值为微惯性测量组件模型中一项参数。根据惯性测量单元中的其它各项参数值以及惯性测量单元在车辆行驶过程中不同位置的测量值，可以推导出微惯性测量组件模型中惯性测量单元的三轴零偏值，进而获得惯性测量单元的动态Z轴零偏值，以作为惯性测量单元的当前Z轴零偏值。
可见，实施上述可选的实施方式，当车辆处于停止状态或者无法实现定位导航时，能够将车辆在静态情况下对惯性测量单元标定的Z轴零偏值作为惯性测量单元的静态Z轴零偏值。可以理解，由于静态Z轴零偏值的准确性不高，在车辆的行驶过程中，随着时间变化，还能够基于车辆进行微惯性导航时构建的微惯性测量组件模型推导出惯性测量单元的动态Z轴零偏值，从而提高获取惯性测量单元的Z轴零偏值的灵活性和准确性。
303、方向盘零偏标定系统利用垂向转动角速度值减去Z轴零偏值，获得去零偏后的垂向转动角速度值。
304、方向盘零偏标定系统根据去零偏后的垂向转动角速度值，计算得出在当前采样时间区间内的车辆转动角度。
本发明实施例中，可以通过以下公式计算在当前采样时间区间内的车辆转动角度：
β＝(ωz-ω0)×ΔT
其中，β为在当前采样时间区间内的车辆转动角度，ωz为车辆的垂向转动角速度值，ω0为惯性测量单元的当前Z轴零偏值，ΔT为当前采样时间区间对应的时间。
可见，实施上述步骤301～步骤304，由于车辆转向角度的变化会带来车辆的垂向转动角速度变化，因此，基于去除惯性测量单元的Z轴零偏值后的车辆的垂向转动角速度值(即ωz-ω0)，能够计算出在ΔT时间内的车辆转动角度β。其中，由于ΔT取值小，且ω0可以通过车辆定位算法获得，因此计算得到的车辆转动角度β误差较小，保证了判断车辆直线行驶状态的准确性。
305、方向盘零偏标定系统判断车辆转动角度是否低于预设角度阈值，若是，则判定出车辆在当前采样时间区间内处于直线行驶状态，并执行步骤306～步骤309。
本发明实施例中，若车辆转动角度不低于预设角度阈值，则方向盘零偏标定系统判定出车辆在当前采样时间区间内不处于直线行驶状态，则经过预设采样时间间隔后，方向盘零偏标定系统继续执行利用车辆的惯性测量单元测量车辆的垂向转动角速度值的步骤。
306、方向盘零偏标定系统将当前采样时间区间确定为当前标定时间区间，并获取获取车辆处于直线行驶状态时汽车方向盘的转向角度，以作为当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果。
307、方向盘零偏标定系统从存储单元中获取历史零偏标定结果。
308、方向盘零偏标定系统根据历史零偏标定结果和当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果，推算出汽车方向盘的实时零偏标定结果。
309、方向盘零偏标定系统将汽车方向盘的实时零偏标定结果存储至存储单元中，以作为更新后的历史零偏标定结果。
可见，实施上述步骤306和步骤309，通过将汽车方向盘的零偏标定结果存储至存储单元(比如ROM)，能够基于存储单元中的历史零偏标定结果更新汽车方向盘的实时零偏标定结果，保证汽车方向盘零偏的持续准确性，不会随着汽车使用时间过长而失效。
作为一种可选的实施方式，在步骤308之后，方向盘零偏标定系统还可以将汽车方向盘的实时零偏标定结果发送至车辆的自动驾驶控制系统，以使得自动驾驶控制系统根据汽车方向盘的实时零偏标定结果，调整车辆的行驶轨迹。进一步地，方向盘零偏标定系统还可以与指定终端建立绑定关系，并将汽车方向盘的实时零偏标定结果发送至上述指定终端，以在上述指定终端上对汽车方向盘的零偏标定结果进行实时同步，便于相关人员获知汽车方向盘零偏误差的具体情况，并采取相应的安全应对措施，其中，上述指定终端可以包括车载终端(比如中控大屏、行车记录仪)、驾驶者的手机终端或者平板终端等。
可见，实施图3所描述的方法，利用惯性测量单元计算出在采样时间区间内较准确的车辆转动角度，能够保证判断车辆直线行驶状态的准确性，以在满足直线行驶的前提下测量汽车方向盘零偏；并且，不仅具有单个标定时间区间内的方向盘零偏标定结果容易采集的优势，还能够通过对大量标定结果样本求解平均值，大大消除了方向盘转向角度的随机误差，提高测量汽车方向盘零偏的精确度；此外，能够在自动驾驶过程中对汽车方向盘零偏进行自动标定，无需耗费时间与人力进行人为标定，提升了汽车方向盘零偏标定的便利性，还能够根据车辆的参数变化情况及时更新汽车方向盘零偏，保证汽车方向盘零偏的持续准确性，进而保持自动驾驶中行车轨迹的准确性，有利于安全驾驶。
实施例四
请参阅4，图4是本发明实施例公开的一种汽车方向盘零偏的自动标定系统的结构示意图。如图4所示，该汽车方向盘零偏的自动标定系统可以包括判断模块401、第一获取模块402、第二获取模块403以及推算模块404，其中：
判断模块401，用于判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态；其中，当前采样时间区间是根据车辆的行车时间所截取到的若干个预设时间长度的采样时间区间中最接近当前时刻的采样时间区间。
第一获取模块402，用于在判断模块401判定出车辆在当前采样时间区间内处于直线行驶状态时，将当前采样时间区间确定为当前标定时间区间，并获取车辆处于直线行驶状态时汽车方向盘的转向角度，以作为当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果。
第二获取模块403，用于获取历史零偏标定结果；其中，历史零偏标定结果是对当前标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果进行均值递推运算所获得的。
推算模块404，用于根据历史零偏标定结果和当前标定时间区间对应的汽车方向盘的零偏标定结果，推算出汽车方向盘的实时零偏标定结果。
可见，实施图4所描述的系统，能够保证车辆在满足直线行驶的前提下测量汽车方向盘零偏，操作简单，且可行度高；并且，不仅具有单个标定时间区间内的方向盘零偏标定结果容易采集的优势，还能够通过对大量标定结果样本求解平均值，大大消除了方向盘转向角度的随机误差，提高测量汽车方向盘零偏的精确度；此外，能够在自动驾驶过程中对汽车方向盘零偏进行自动标定，无需耗费时间与人力进行人为标定，提升了汽车方向盘零偏标定的便利性，还能够根据车辆的参数变化情况及时更新汽车方向盘零偏，保证汽车方向盘零偏的持续准确性，进而保持自动驾驶中行车轨迹的准确性，有利于安全驾驶。
实施例五
请参阅图5，图5是本发明实施例公开的另一种汽车方向盘零偏的自动标定系统的结构示意图。其中，图5所示的汽车方向盘零偏的自动标定系统是由图4所示的汽车方向盘零偏的自动标定系统进行优化得到的。与图4所示的汽车方向盘零偏的自动标定系统相比较，图5所示的汽车方向盘零偏的自动标定系统中：
判断模块401，包括：
测量子模块4011，用于利用车辆的运动测量单元测量出车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度；
判断子模块4012，用于判断车辆转动角度是否低于预设角度阈值，以在车辆转动角度低于预设角度阈值时，判定出车辆在当前采样时间区间内处于直线行驶状态。
作为一种可选的实施方式，判断模块401用于判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态的方式具体可以为：判断模块401，用于利用航向测量单元测量出车辆在当前采样时间区间内的航向变化量；判断车辆的航向变化量是否低于预设航向变化门限值，若是，则判定出车辆在当前采样时间区间内处于直线行驶状态。可见，通过车辆的航向测量单元获取车辆在短时间内的航向变化量，从而检测车辆是否处于直线行驶状态，可以保证较高的测量精度。
可见，实施图5所描述的系统，通过检测车辆在采样时间区间内的车辆转动角度，能够自动判断车辆是否在采样时间区间内内处于直线行驶状态，操作简单，且可行度高，大大减小了人为判定车辆行驶状态的误差，以保证车辆在满足直线行驶的前提下测量汽车方向盘零偏；并且，不仅具有单个标定时间区间内的方向盘零偏标定结果容易采集的优势，还能够通过对大量标定结果样本求解平均值，大大消除了方向盘转向角度的随机误差，提高测量汽车方向盘零偏的精确度；此外，能够在自动驾驶过程中对汽车方向盘零偏进行自动标定，无需耗费时间与人力进行人为标定，提升了汽车方向盘零偏标定的便利性，还能够根据车辆的参数变化情况及时更新汽车方向盘零偏，保证汽车方向盘零偏的持续准确性，进而保持自动驾驶中行车轨迹的准确性，有利于安全驾驶。
实施例六
请参阅图6，图6是本发明实施例公开的又一种汽车方向盘零偏的自动标定系统的结构示意图。其中，图6所示的汽车方向盘零偏的自动标定系统是由图5所示的汽车方向盘零偏的自动标定系统进行优化得到的。与图5所示的汽车方向盘零偏的自动标定系统相比较，图6所示的汽车方向盘零偏的自动标定系统还可以包括存储模块405，并且运动测量单元可以包括惯性测量单元，其中：
测量子模块4011，包括：
垂向转角测量模块40111，用于利用车辆的惯性测量单元测量车辆的垂向转动角速度值；
第三获取模块40112，用于获取惯性测量单元的Z轴零偏值；
减运算模块40113，用于利用垂向转动角速度值减去Z轴零偏值，获得去零偏后的垂向转动角速度值；
计算模块40114，用于根据去零偏后的垂向转动角速度值，计算得出在当前采样时间区间内的车辆转动角度。
第二获取模块403，具体用于从存储单元中获取历史零偏标定结果。
存储模块405，用于在推算模块404推算出汽车方向盘的实时零偏标定结果之后，将汽车方向盘的实时零偏标定结果存储至存储单元中，以作为更新后的历史零偏标定结果。
作为一种可选的实施方式，若结合静态情况标定和车辆定位算法，第三获取模块40112用于获取惯性测量单元的Z轴零偏值的方式可以为：
第三获取模块40112，用于在车辆处于停止状态(静态)时，采集惯性测量单元的Z轴角速度测量值；对将采集到的多个Z轴角速度测量值进行均值运算，获得惯性测量单元的静态Z轴零偏值，将惯性测量单元的静态Z轴零偏值作为惯性测量单元的当前Z轴零偏值；以及，若车辆处于行驶状态且可以进行定位导航，在利用由微加速度计和微陀螺仪构成的惯性测量单元对车辆进行微惯性导航时，构建微惯性测量组件模型，其中，惯性测量单元的三轴零偏值为微惯性测量组件模型中一项参数。根据惯性测量单元中的其它各项参数值以及惯性测量单元在车辆行驶过程中不同位置的测量值，推导出微惯性测量组件模型中惯性测量单元的三轴零偏值，进而获得惯性测量单元的动态Z轴零偏值，以作为惯性测量单元的当前Z轴零偏值。
可见，实施上述可选的实施方式，当车辆处于停止状态或者无法实现定位导航时，能够将车辆在静态情况下对惯性测量单元标定的Z轴零偏值作为惯性测量单元的静态Z轴零偏值。可以理解，由于静态Z轴零偏值的准确性不高，在车辆的行驶过程中，随着时间变化，还能够基于车辆进行微惯性导航时构建的微惯性测量组件模型推导出惯性测量单元的动态Z轴零偏值，从而提高获取惯性测量单元的Z轴零偏值的灵活性和准确性。
作为一种可选的实施方式，该系统还可以包括：发送模块，用于在推算模块404推算出汽车方向盘的实时零偏标定结果之后，将汽车方向盘的实时零偏标定结果发送至车辆的自动驾驶控制系统，以使得自动驾驶控制系统根据汽车方向盘的实时零偏标定结果，调整车辆的行驶轨；以及，与指定终端建立绑定关系，并将汽车方向盘的实时零偏标定结果发送至上述指定终端，以在上述指定终端上对汽车方向盘的零偏标定结果进行实时同步，便于相关人员获知汽车方向盘零偏误差的具体情况，并采取相应的安全应对措施，其中，上述指定终端可以包括车载终端(比如中控大屏、行车记录仪)、驾驶者的手机终端或者平板终端等。
可见，实施图6所描述的系统，利用惯性测量单元计算出在采样时间区间内较准确的车辆转动角度，能够保证判断车辆直线行驶状态的准确性，以在满足直线行驶的前提下测量汽车方向盘零偏；并且，不仅具有单个标定时间区间内的方向盘零偏标定结果容易采集的优势，还能够通过对大量标定结果样本求解平均值，大大消除了方向盘转向角度的随机误差，提高测量汽车方向盘零偏的精确度；此外，能够在自动驾驶过程中对汽车方向盘零偏进行自动标定，无需耗费时间与人力进行人为标定，提升了汽车方向盘零偏标定的便利性，还能够根据车辆的参数变化情况及时更新汽车方向盘零偏，保证汽车方向盘零偏的持续准确性，进而保持自动驾驶中行车轨迹的准确性，有利于安全驾驶。
本发明实施例公开一种车辆，该车辆包括图4～图6任意一种汽车方向盘零偏的自动标定系统。
本发明实施例还公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行图1～图3任意一种汽车方向盘零偏的自动标定方法。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
以上对本发明实施例公开的一种汽车方向盘零偏的自动标定方法、系统及车辆进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种汽车方向盘零偏的自动标定方法，其特征在于，所述方法包括：
判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态；其中，所述当前采样时间区间是根据所述车辆的行车时间所截取到的若干个预设时间长度的采样时间区间中最接近当前时刻的采样时间区间；
若是，将所述当前采样时间区间确定为当前标定时间区间，并获取所述车辆处于所述直线行驶状态时汽车方向盘的转向角度，以作为所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果；
获取历史零偏标定结果；其中，所述历史零偏标定结果是对所述当前标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果进行均值递推运算所获得的；
根据所述历史零偏标定结果和所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果，推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态，包括：
利用车辆的运动测量单元测量出所述车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度；
判断所述车辆转动角度是否低于预设角度阈值；
若低于所述预设角度阈值，判定出所述车辆在所述当前采样时间区间内处于直线行驶状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述运动测量单元包括惯性测量单元，所述利用车辆的运动测量单元测量出所述车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度，包括：
利用车辆的惯性测量单元测量所述车辆的垂向转动角速度值；
获取所述惯性测量单元的Z轴零偏值；
利用所述垂向转动角速度值减去所述Z轴零偏值，获得去零偏后的垂向转动角速度值；
根据所述去零偏后的垂向转动角速度值，计算得出所述车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度。
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述历史零偏标定结果和所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果，推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果，包括：
根据所述历史零偏标定结果和所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果，并结合以下公式推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果：
其中，所述θN为所述汽车方向盘的实时零偏标定结果，所述N0为预设标定时间区间数，所述θN-1为所述历史零偏标定结果，所述θcur为所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述历史零偏标定结果是利用以下公式计算得到的，即：
其中，所述θN-1为所述历史零偏标定结果，所述N0为所述预设标定时间区间数，所述θN-2是对前一标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果进行所述均值递推运算所获得的零偏标定结果，所述前一标定时间区间为所述当前标定时间区间之前的历史标定时间区间中最接近所述当前标定时间区间的一个历史标定时间区间，所述θcur'为所述前一标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取历史零偏标定结果，包括：
从存储单元中获取历史零偏标定结果；
在所述推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果之后，所述方法还包括：
将所述汽车方向盘的实时零偏标定结果存储至所述存储单元中，以作为更新后的历史零偏标定结果。
7.一种汽车方向盘零偏的自动标定系统，其特征在于，所述系统包括：
判断模块，用于判断车辆在当前采样时间区间内是否处于直线行驶状态；其中，所述当前采样时间区间是根据所述车辆的行车时间所截取到的若干个预设时间长度的采样时间区间中最接近当前时刻的采样时间区间；
第一获取模块，用于在所述判断模块判定出所述车辆在所述当前采样时间区间内处于直线行驶状态时，将所述当前采样时间区间确定为当前标定时间区间，并获取所述车辆处于所述直线行驶状态时汽车方向盘的转向角度，以作为所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果；
第二获取模块，用于获取历史零偏标定结果；其中，所述历史零偏标定结果是对所述当前标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果进行均值递推运算所获得的；
推算模块，用于根据所述历史零偏标定结果和所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果，推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述判断模块包括：
测量子模块，用于利用车辆的运动测量单元测量出所述车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度；
判断子模块，用于判断所述车辆转动角度是否低于预设角度阈值，以在所述车辆转动角度低于所述预设角度阈值时，判定出所述车辆在所述当前采样时间区间内处于直线行驶状态。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述运动测量单元包括惯性测量单元，所述测量子模块包括：
垂向转角测量模块，用于利用车辆的惯性测量单元测量所述车辆的垂向转动角速度值；
第三获取模块，用于获取所述惯性测量单元的Z轴零偏值；
减运算模块，用于利用所述垂向转动角速度值减去所述Z轴零偏值，获得去零偏后的垂向转动角速度值；
计算模块，用于根据所述去零偏后的垂向转动角速度值，计算得出所述车辆在当前采样时间区间内的车辆转动角度。
10.根据权利要求7～9任一项所述的系统，其特征在于，所述推算模块，具体用于根据所述历史零偏标定结果和所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果，并结合以下公式推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果：
其中，所述θN为所述汽车方向盘的实时零偏标定结果，所述N0为预设标定时间区间数，所述θN-1为所述历史零偏标定结果，所述θcur为所述当前标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果。
11.根据权利要求7～10任一项所述的系统，其特征在于，所述历史零偏标定结果是利用以下公式计算得到的，即：
其中，所述θN-1为所述历史零偏标定结果，所述N0为所述预设标定时间区间数，所述θN-2是对前一标定时间区间之前的历史标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果进行所述均值递推运算所获得的零偏标定结果，所述前一标定时间区间为所述当前标定时间区间之前的历史标定时间区间中最接近所述当前标定时间区间的一个历史标定时间区间，所述θcur'为所述前一标定时间区间对应的所述汽车方向盘的零偏标定结果。
12.根据权利要求7～11任一项所述的系统，其特征在于，所述第二获取模块，具体用于从存储单元中获取历史零偏标定结果；
所述系统还包括：
存储模块，用于在所述推算模块推算出所述汽车方向盘的实时零偏标定结果之后，将所述汽车方向盘的实时零偏标定结果存储至所述存储单元中，以作为更新后的历史零偏标定结果。
13.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求7～12任一项所述的汽车方向盘零偏的自动标定系统。
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