CN110873575A - 一种基于惯性传感器的里程测量方法 - Google Patents

一种基于惯性传感器的里程测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110873575A
CN110873575A CN202010050947.9A CN202010050947A CN110873575A CN 110873575 A CN110873575 A CN 110873575A CN 202010050947 A CN202010050947 A CN 202010050947A CN 110873575 A CN110873575 A CN 110873575A
Authority
CN
China
Prior art keywords
imu
mems
wheel
axis
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010050947.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110873575B (zh
Inventor
郭晟
阮双双
郭向欣
刘建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LEADOR SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
LEADOR SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LEADOR SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical LEADOR SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN202010050947.9A priority Critical patent/CN110873575B/zh
Publication of CN110873575A publication Critical patent/CN110873575A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110873575B publication Critical patent/CN110873575B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00—Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers

Abstract

本发明公开了一种基于惯性传感器的里程测量方法，首先将MEMS惯性测量单元MEMS‑IMU通过预先设计的结构件固连安装于车轮中心；接着通过静态标定方法获取车载POS‑IMU与MEMS‑IMU之间的安装角度关系；接着将MEMS‑IMU上电后，获得第一陀螺数据和第一加速度信息，并实时接收车载POS系统输出的IMU数据；接下来根据第一加速度信息、车载POS系统输出的IMU数据以及车载POS系统与MEMS‑IMU之间的安装角度关系，计算车轮的第一里程速度；然后根据第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息和预设夹角计算车轮的第二里程速度；再将第一里程速度与第二里程速度进行融合，得到目标里程速度。本发明的方法可以避免常规车载里程计安装复杂的问题，提高测量精度。

Description

一种基于惯性传感器的里程测量方法
技术领域
本发明涉及惯性与导航技术领域，具体涉及一种基于惯性传感器的里程测量方法。
背景技术
传统磁式里程计通常由磁性传感器和磁条组成，安装在车轮内部上的编码器，编码器每转一圈会触发固定数量的脉冲，从而记录对应车轮所转圈数。由于预先知道的车轮的直径和轮间距，编码器就可以把记录的数据转化成车轮行驶的距离。
本申请发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术的方法，至少存在如下技术问题：
磁式传统里程计对安装车轮要求空间大，且安装操作复杂、成本较高，不利于大规模量产应用。
由此可知，现有技术中的方法存在操作复杂的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于惯性传感器的里程测量方法，用以解决或者至少部分解决现有技术中的方法存在的操作复杂的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于惯性传感器的里程测量方法，包括：
步骤S1：将MEMS惯性测量单元MEMS-IMU通过预先设计的结构件固连安装于车轮中心，使得MEMS-IMU的XOY平面与车轮平面之间呈一个预设夹角，其中，车上安装有POS系统；
步骤S2：通过静态标定方法获取车载POS-IMU与MEMS-IMU之间的安装角度关系；
步骤S3：将MEMS-IMU上电后，获得第一陀螺数据和第一加速度信息，并实时接收车载POS系统输出的IMU数据，其中，第一陀螺数据包括三轴陀螺输出信息；
步骤S4：根据第一加速度信息、车载POS系统输出的IMU数据以及车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系，计算车轮的第一里程速度；
步骤S5：根据第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息和预设夹角计算车轮的第二里程速度；
步骤S6：将第一里程速度与第二里程速度进行融合，得到目标里程速度。
在一种实施方式中，第一加速度信息包括三轴加速度输出信息，车载POS系统输出的IMU数据包括车载POS-IMU测量的第二加速度信息，步骤S4具体包括：
步骤S4.1：根据第二加速度信息、车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系，获取POS-IMU的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴和Y轴的投影：
Figure 379340DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 430473DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 355703DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 580011DEST_PATH_IMAGE004
分别表示车载POS-IMU输出的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴、Y轴、Z轴的投影，
Figure 907088DEST_PATH_IMAGE005
表示车载POS-IMU测量到的第二加速度信息，
Figure 191438DEST_PATH_IMAGE006
表示车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系；
步骤S4.2：根据POS-IMU的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴和Y轴的投影、车轮MEMS坐标系下第一加速度信息中X轴和Y轴的加速度输出信息，计算车轮MEMS坐标系Y轴在时刻k转过的角度
Figure 774604DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 802603DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure 984186DEST_PATH_IMAGE009
、
Figure 439438DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 276944DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 843054DEST_PATH_IMAGE012
分别表示k时刻和k-1时刻车轮MEMS坐标系下第一加速度信息的X轴和Y轴加速度输出信息；
Figure 879143DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 505297DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 564520DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 934321DEST_PATH_IMAGE016
分别表示k时刻和k-1时刻车载POS-IMU输出的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴和Y轴的投影；
步骤S4.3：根据车轮MEMS坐标系Y轴在时刻k转过的角度和车轮周长，计算车轮的第一里程速度：
Figure 90496DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 887551DEST_PATH_IMAGE018
表示第一里程速度、
Figure 496387DEST_PATH_IMAGE019
表示车轮周长。
在一种实施方式中，步骤S5具体包括：
步骤S5.1：根据车轮的转动角度，获取任意时刻车轮上的MEMS-IMU与初始时刻对应的姿态转换关系：
Figure 341983DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 352664DEST_PATH_IMAGE021
表示车轮的转动角度，i表示时刻，取值范围为1~k，
Figure 320620DEST_PATH_IMAGE022
表示任意时刻车轮上的MEMS-IMU与初始时刻对应的姿态转换关系的矩阵；
步骤S5.2：根据任意时刻车轮上的MEMS-IMU与初始时刻对应的姿态转换关系、第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息，获得第一陀螺数据中Y轴陀螺输出信息与车速之间的关系：
Figure 416752DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 582153DEST_PATH_IMAGE024
表示MEMS-IMU测量到的第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息，为角速度信息，
Figure 712920DEST_PATH_IMAGE019
表示车轮周长，
Figure 851777DEST_PATH_IMAGE025
是MEMS-IMU的XOY平面与车轮平面之间的预设夹角，
Figure 169626DEST_PATH_IMAGE026
表示车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系；
步骤S5.3：根据第一陀螺数据中Y轴陀螺输出信息、第一陀螺数据中Y轴陀螺的信息与车速之间的关系，获得车轮的第二里程速度：
Figure 622604DEST_PATH_IMAGE027
。
在一种实施方式中，步骤S6具体包括：
通过预设惯性里程计解算方程，以MEMS-IMU加速度计信息为主，同时采用MEMS-IMU陀螺仪与加速度计融合，对第一里程速度和第二里程速度进行融合，获得目标里程速度。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
本发明提供的一种基于惯性传感器的里程测量方法，首先将MEMS惯性测量单元MEMS-IMU通过预先设计的结构件固连安装于车轮中心，使得MEMS-IMU的XOY平面与车轮平面之间呈一个预设夹角，并根据车载POS系统的输出数据与MEMS-IMU的静态输出数据，标定车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系；然后，将MEMS-IMU上电后，获得第一陀螺数据和第一加速度信息，并实时接收车载POS系统输出的IMU数据；接着根据第一加速度信息、车载POS系统输出的IMU数据以及车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系，计算车轮的第一里程速度；接下来根据第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息和预设夹角计算车轮的第二里程速度；最后将第一里程速度与第二里程速度进行融合，得到目标里程速度。
由于本发明提供的方法，将MEMS惯性测量单元MEMS-IMU通过预先设计的结构件固连安装于车轮中心，构成惯性里程计，从而可以满足体积小、低成本、安装操作简便等诸多需求。MEMS-IMU（惯性测量单元，Inertial Measurement Unit）中，陀螺仪可以测量敏感轴转过的角速度信息，加速度计可以测量敏感轴到的加速度，采用MEMS加速度计输出与车载POS-IMU输出共同计算一组轮速信息（即第一里程速度），然后利用MEMS陀螺计算另一组轮速信息（即第二里程速度），最后进行数据融合，从而可以提高测量的精度。
进一步地，在惯性里程计解算方程中，以MEMS加速度计信息为主，同时采用MEMS陀螺与加速度计融合，对系统速度信息进行融合与匹配，可以进一步增强速度信息的精确性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例中MEMS-IMU与车轮安装示意图；
图2为本发明实施例基于惯性传感器的里程测量流程图。
具体实施方式
本发明的目的在于针对现有技术中的方法存在的所占空间大以及操作复杂的技术问题，提供一种基于惯性传感器的里程测量方法，从而达到提高测量精度、满足体积小、低成本、安装操作简便等需求的目的。
为了达到上述目的，本发明的主要构思如下：
将惯性单元XOY平面（如附图1所示）与车轮平面之间采用刚性固连结构件支撑起一定夹角，通过静态标定获取车载POS-IMU与MEMS-IMU之间的安装角度关系，采用MEMS加速度计输出与车载POS-IMU输出共同计算一组轮速信息，然后利用MEMS陀螺计算另一组轮速信息。最后在惯性里程计解算方程中，以MEMS加速度计信息为主，同时采用MEMS陀螺与加速度计融合，对系统速度信息进行融合与匹配，增强速度信息的精确性和稳定性。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
本实施例提供了一种基于惯性传感器的里程测量方法，请参见图2，该方法包括：
步骤S1：将MEMS惯性测量单元MEMS-IMU通过预先设计的结构件固连安装于车轮中心，使得MEMS-IMU的XOY平面与车轮平面之间呈一个预设夹角，其中，车上安装有POS系统。
具体来说，预设夹角的大小根据实际情况确定，一般小于5度。本发明涉及的坐标系包括车轮坐标系和MEMS-IMU坐标系。请参见图1，为MEMS-IMU与车轮安装示意图，X车轮、Y车轮和Z车轮表示车轮坐标系的方向，X-imu、Y-imu和Z-imu表示MEMS-IMU坐标系的方向。
步骤S2：通过静态标定方法获取车载POS-IMU与MEMS-IMU之间的安装角度关系。
具体来说，可以通过车载POS（位置和姿态测量系统，Position and OrientationSystem）系统输出和MEMS惯性测量单元静态输出数据，标定两者之间的安装角度关系。
步骤S3：将MEMS-IMU上电后，获得第一陀螺数据和第一加速度信息，并实时接收车载POS系统输出的IMU数据，其中，第一陀螺数据包括三轴陀螺输出信息。
具体来说，MEMS-IMU（微机电系统惯性测量单元，Inertial Measurement Unit），包括三周陀螺仪和三轴加速度计，陀螺仪可以测量敏感轴转过的角速度信息（即第一陀螺数据），加速度计可以测量敏感轴到的加速度（即第一加速度信息），第一陀螺数据包括X、Y、Z轴的陀螺输出信息，第一加速度信息包括X、Y、Z轴的加速度输出信息。
步骤S4：根据第一加速度信息、车载POS系统输出的IMU数据以及车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系，计算车轮的第一里程速度。
具体来说，根据MEMS第一加速度信息与车载POS系统输出的IMU数据以及二者之间的安装角度关系，可以计算一组轮速信息，即第一里程速度。
步骤S5：根据第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息和预设夹角计算车轮的第二里程速度。
具体来说，根据MEMS的Y轴陀螺输出信息、MEMS-IMU的XOY平面与车轮平面之间的夹角，可以计算出另一组轮速信息，即第二里程速度。
步骤S6：将第一里程速度与第二里程速度进行融合，得到目标里程速度。
具体来说，可以采用现有的解算方程进行数据融合，得到目标里程速度。
在一种实施方式中，第一加速度信息包括三轴加速度输出信息，车载POS系统输出的IMU数据包括车载POS-IMU测量的第二加速度信息，步骤S4具体包括：
步骤S4.1：根据第二加速度信息、车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系，获取POS-IMU的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴和Y轴的投影：
Figure 607877DEST_PATH_IMAGE028
其中，
Figure 917636DEST_PATH_IMAGE029
、
Figure 722781DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 713871DEST_PATH_IMAGE030
分别表示车载POS-IMU输出的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴、Y轴、Z轴的投影，
Figure 553651DEST_PATH_IMAGE031
表示车载POS-IMU测量到的第二加速度信息，
Figure 34311DEST_PATH_IMAGE026
表示车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系；
步骤S4.2：根据POS-IMU的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴和Y轴的投影、车轮MEMS坐标系下第一加速度信息中X轴和Y轴的加速度输出信息，计算车轮MEMS坐标系Y轴在时刻k转过的角度
Figure 592331DEST_PATH_IMAGE032
：
Figure 183849DEST_PATH_IMAGE033
其中，
Figure 81398DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 732959DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 512697DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 907906DEST_PATH_IMAGE037
分别表示k时刻和k-1时刻车轮MEMS坐标系下第一加速度信息的X轴和Y轴加速度输出信息；
Figure 722278DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 980959DEST_PATH_IMAGE039
、
Figure 247992DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 446892DEST_PATH_IMAGE041
分别表示k时刻和k-1时刻车载POS-IMU输出的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴和Y轴的投影；
步骤S4.3：根据车轮MEMS坐标系Y轴在时刻k转过的角度和车轮周长，计算车轮的第一里程速度：
Figure 115771DEST_PATH_IMAGE042
其中，
Figure 109135DEST_PATH_IMAGE018
表示第一里程速度、
Figure 801147DEST_PATH_IMAGE019
表示车轮周长。
具体来说，车轮MEMS坐标系即MEMS-IMU坐标系，
Figure 803738DEST_PATH_IMAGE043
为一个矩阵，用以表示车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系。
在一种实施方式中，步骤S5具体包括：
步骤S5.1：根据车轮的转动角度，获取任意时刻车轮上的MEMS-IMU与初始时刻对应的姿态转换关系：
Figure 327124DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 491389DEST_PATH_IMAGE021
表示车轮的转动角度，i表示时刻，取值范围为1~k，
Figure 670697DEST_PATH_IMAGE044
表示任意时刻车轮上的MEMS-IMU与初始时刻对应的姿态转换关系的矩阵；
步骤S5.2：根据任意时刻车轮上的MEMS-IMU与初始时刻对应的姿态转换关系、第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息，获得第一陀螺数据中Y轴陀螺输出信息与车速之间的关系：
Figure 211400DEST_PATH_IMAGE045
其中，
Figure 589292DEST_PATH_IMAGE046
表示MEMS-IMU测量到的第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息，为角速度信息，
Figure 190037DEST_PATH_IMAGE019
表示车轮周长，
Figure 591063DEST_PATH_IMAGE025
是MEMS-IMU的XOY平面与车轮平面之间的预设夹角，
Figure 935457DEST_PATH_IMAGE026
表示车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系；
步骤S5.3：根据第一陀螺数据中Y轴陀螺输出信息、第一陀螺数据中Y轴陀螺的信息与车速之间的关系，获得车轮的第二里程速度：
Figure 167855DEST_PATH_IMAGE047
。
具体来说，第一陀螺数据中Y轴陀螺输出信息为角速度信息，具体包括车轮旋转引起的角速度分量
Figure 939502DEST_PATH_IMAGE048
和车载体运动引起的角速度分量
Figure 890140DEST_PATH_IMAGE049
，而车载体运动引起的角速度在Y轴陀螺分量随车载体姿态和车轮转动角度共同变化。
Figure 208864DEST_PATH_IMAGE050
表示任意时刻（k时刻）车轮上的MEMS-IMU与初始时刻对应的姿态转换关系的矩阵，也就是指k时刻与初始时刻，两个时刻之间的姿态转换关系，用矩阵来表示。
在一种实施方式中，步骤S6具体包括：
通过预设惯性里程计解算方程，以MEMS-IMU加速度计信息为主，同时采用MEMS-IMU陀螺仪与加速度计融合，对第一里程速度和第二里程速度进行融合，获得目标里程速度。
具体来说，对步骤S4和S5测量得到的里程信息进行数据融合，并通过速度波形匹配和速度阈值迭代增强速度信息的精确性和稳定性。
本发明提供的一种基于惯性传感器的里程测量方法，将MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统）和相应刚性固连结构件构成惯性里程计，可以满足体积小、低成本、安装操作简便等诸多需求。MEMS中包含MEMS-IMU（惯性测量单元，InertialMeasurement Unit），MEMS-IMU包括陀螺仪和加速度计。陀螺仪可以测量敏感轴转过的角速度信息，加速度计可以测量敏感轴到的加速度。从而可以通过惯性里程计依据安装在车轮上的MEMS惯性测量组件的量测值，推导计算车轮转速和转角，从而间接获得车辆里程信息。
总体来说，本发明采用低成本MEMS-IMU和车载POS-IMU辅助测量里程，可有效降低车在里程计成本，在一些特殊应用中可避免如常规车载里程计安装复杂的问题，并进一步通过数据融合，提高计算的精度。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种基于惯性传感器的里程测量方法，其特征在于，包括：
步骤S1：将MEMS惯性测量单元MEMS-IMU通过预先设计的结构件固连安装于车轮中心，使得MEMS-IMU的XOY平面与车轮平面之间呈一个预设夹角，其中，车上安装有POS系统；
步骤S2：通过静态标定方法获取车载POS-IMU与MEMS-IMU之间的安装角度关系；
步骤S3：将MEMS-IMU上电后，获得第一陀螺数据和第一加速度信息，并实时接收车载POS系统输出的IMU数据，其中，第一陀螺数据包括三轴陀螺输出信息；
步骤S4：根据第一加速度信息、车载POS系统输出的IMU数据以及车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系，计算车轮的第一里程速度，其中，第一加速度信息包括三轴加速度输出信息，车载POS系统输出的IMU数据包括车载POS-IMU测量的第二加速度信息，步骤S4具体包括：
步骤S4.1：根据第二加速度信息、车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系，获取POS-IMU的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴和Y轴的投影：
Figure 886425DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 210090DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 520986DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 837567DEST_PATH_IMAGE005
分别表示车载POS-IMU输出的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴、Y轴、Z轴的投影，
Figure 183097DEST_PATH_IMAGE006
表示车载POS-IMU测量到的第二加速度信息，
Figure 412084DEST_PATH_IMAGE007
表示车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系；
步骤S4.2：根据POS-IMU的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴和Y轴的投影、车轮MEMS坐标系下第一加速度信息中X轴和Y轴的加速度输出信息，计算车轮MEMS坐标系Y轴在时刻k转过的角度
Figure 600489DEST_PATH_IMAGE008
：
Figure 330548DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 671530DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 586266DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 871754DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 280869DEST_PATH_IMAGE013
分别表示k时刻和k-1时刻车轮MEMS坐标系下第一加速度信息的X轴和Y轴加速度输出信息；
Figure 335413DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 689558DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 337709DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 409570DEST_PATH_IMAGE018
分别表示k时刻和k-1时刻车载POS-IMU输出的第二加速度信息在车轮MEMS坐标系X轴和Y轴的投影；
步骤S4.3：根据车轮MEMS坐标系Y轴在时刻k转过的角度和车轮周长，计算车轮的第一里程速度：
Figure 708833DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 716103DEST_PATH_IMAGE020
表示第一里程速度、
Figure 976183DEST_PATH_IMAGE021
表示车轮周长；
步骤S5：根据第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息和预设夹角计算车轮的第二里程速度；
步骤S6：将第一里程速度与第二里程速度进行融合，得到目标里程速度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5具体包括：
步骤S5.1：根据车轮的转动角度，获取任意时刻车轮上的MEMS-IMU与初始时刻对应的姿态转换关系：
Figure 976369DEST_PATH_IMAGE022
其中，
Figure 5505DEST_PATH_IMAGE023
表示车轮的转动角度，i表示时刻，取值范围为1~k，
Figure 449256DEST_PATH_IMAGE024
表示任意时刻车轮上的MEMS-IMU与初始时刻对应的姿态转换关系的矩阵；
步骤S5.2：根据任意时刻车轮上的MEMS-IMU与初始时刻对应的姿态转换关系、第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息，获得第一陀螺数据中Y轴陀螺输出信息与车速之间的关系：
Figure 55687DEST_PATH_IMAGE025
其中，
Figure 469350DEST_PATH_IMAGE026
表示MEMS-IMU测量到的第一陀螺数据中的Y轴陀螺输出信息，为角速度信息，
Figure 493938DEST_PATH_IMAGE021
表示车轮周长，
Figure 967645DEST_PATH_IMAGE027
是MEMS-IMU的XOY平面与车轮平面之间的预设夹角，
Figure 347459DEST_PATH_IMAGE007
表示车载POS系统与MEMS-IMU之间的安装角度关系；
步骤S5.3：根据第一陀螺数据中Y轴陀螺输出信息、第一陀螺数据中Y轴陀螺的信息与车速之间的关系，获得车轮的第二里程速度：
Figure 174600DEST_PATH_IMAGE028
。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6具体包括：
通过预设惯性里程计解算方程，以MEMS-IMU加速度计信息为主，同时采用MEMS-IMU陀螺仪与加速度计融合，对第一里程速度和第二里程速度进行融合，获得目标里程速度。
CN202010050947.9A 2020-01-17 2020-01-17 一种基于惯性传感器的里程测量方法 Active CN110873575B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010050947.9A CN110873575B (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种基于惯性传感器的里程测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010050947.9A CN110873575B (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种基于惯性传感器的里程测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110873575A true CN110873575A (zh) 2020-03-10
CN110873575B CN110873575B (zh) 2020-06-23

Family

ID=69718421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010050947.9A Active CN110873575B (zh) 2020-01-17 2020-01-17 一种基于惯性传感器的里程测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110873575B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111912426A (zh) * 2020-08-10 2020-11-10 电子科技大学 一种基于mems imu的低成本里程计设计方法
CN113203428A (zh) * 2021-05-28 2021-08-03 拉扎斯网络科技（上海）有限公司 里程统计装置、基于里程统计装置的数据统计方法及接口
CN114152269A (zh) * 2021-11-09 2022-03-08 南京邮电大学 车轮安装惯性测量单元的安装参数现场标定方法
CN114518125A (zh) * 2022-01-31 2022-05-20 深圳市云鼠科技开发有限公司 加速度计前进里程获取方法及应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776446A (zh) * 2013-10-29 2014-05-07 哈尔滨工程大学 一种基于双mems-imu的行人自主导航解算算法
WO2016178619A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-10 Lkab Wassara Ab Gyro-based surveying tool and method for surveying
CN108036797A (zh) * 2017-11-30 2018-05-15 深圳市隐湖科技有限公司 基于四轮独立驱动且结合imu的里程推算方法
CN108844758A (zh) * 2018-05-31 2018-11-20 广州小鹏汽车科技有限公司 一种四轮定位偏差告警方法及系统
CN108955675A (zh) * 2018-07-24 2018-12-07 东南大学 一种基于惯性测量的地下管道轨迹检测系统及方法
CN109186597A (zh) * 2018-08-31 2019-01-11 武汉大学 一种基于双mems-imu的室内轮式机器人的定位方法
CN110187374A (zh) * 2019-05-28 2019-08-30 立得空间信息技术股份有限公司 一种智能驾驶性能检测多目标协同定位系统及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776446A (zh) * 2013-10-29 2014-05-07 哈尔滨工程大学 一种基于双mems-imu的行人自主导航解算算法
WO2016178619A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-10 Lkab Wassara Ab Gyro-based surveying tool and method for surveying
CN108036797A (zh) * 2017-11-30 2018-05-15 深圳市隐湖科技有限公司 基于四轮独立驱动且结合imu的里程推算方法
CN108844758A (zh) * 2018-05-31 2018-11-20 广州小鹏汽车科技有限公司 一种四轮定位偏差告警方法及系统
CN108955675A (zh) * 2018-07-24 2018-12-07 东南大学 一种基于惯性测量的地下管道轨迹检测系统及方法
CN109186597A (zh) * 2018-08-31 2019-01-11 武汉大学 一种基于双mems-imu的室内轮式机器人的定位方法
CN110187374A (zh) * 2019-05-28 2019-08-30 立得空间信息技术股份有限公司 一种智能驾驶性能检测多目标协同定位系统及方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111912426A (zh) * 2020-08-10 2020-11-10 电子科技大学 一种基于mems imu的低成本里程计设计方法
CN113203428A (zh) * 2021-05-28 2021-08-03 拉扎斯网络科技（上海）有限公司 里程统计装置、基于里程统计装置的数据统计方法及接口
CN114152269A (zh) * 2021-11-09 2022-03-08 南京邮电大学 车轮安装惯性测量单元的安装参数现场标定方法
CN114152269B (zh) * 2021-11-09 2024-03-22 南京邮电大学 车轮安装惯性测量单元的安装参数现场标定方法
CN114518125A (zh) * 2022-01-31 2022-05-20 深圳市云鼠科技开发有限公司 加速度计前进里程获取方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN110873575B (zh) 2020-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110873575B (zh) 一种基于惯性传感器的里程测量方法
CN109470273B (zh) 捷联惯性导航系统惯性元件拆装免标定方法
CN113311411B (zh) 一种用于移动机器人的激光雷达点云运动畸变校正方法
CN111121766B (zh) 一种基于星光矢量的天文与惯性组合导航方法
CN111678538A (zh) 一种基于速度匹配的动态水平仪误差补偿方法
CN108051839B (zh) 一种车载三维定位装置及三维定位的方法
CN107202578B (zh) 一种基于mems技术的捷联式垂直陀螺仪解算方法
CN101685308A (zh) 机器人状态感知系统
CN115615430B (zh) 基于捷联惯导的定位数据修正方法及系统
CN103900614A (zh) 一种九加速度计无陀螺惯导系统的重力补偿方法
CN111895967A (zh) 一种旋转角度传感器
CN109631952B (zh) 航天器用光学陀螺组件姿态基准镜安装误差标定方法
CN106708088B (zh) 坐标计算方法及装置、飞行控制方法及系统、无人机
CN111207758A (zh) 一种基于加速度感应与磁感应的移动轨迹精确测量方法及其装置
CN104567888A (zh) 基于速度在线修正的惯性导航车辆姿态测量方法
CN111121820B (zh) 基于卡尔曼滤波的mems惯性传感器阵列融合方法
CN110542430B (zh) 一种惯性测量单元大动态性能测试装置及方法
CN111141283A (zh) 一种通过地磁数据判断行进方向的方法
CN114370885B (zh) 一种惯性导航系统误差补偿方法及系统
CN205403801U (zh) 一种多传感器信息融合的车载dr系统
CN106595623A (zh) 一种基于多传感器数据融合的滚转角速率高精度测量方法
CN109596139B (zh) 基于mems的车载导航方法
CN112444266B (zh) 一种参数的标定方法及装置
CN113701752A (zh) 一种旋转弹用全捷联姿态测量装置及方法
CN103809594A (zh) 飞行器姿态检测与控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant