CN112014599B - 一种集装箱卡车的轮速计速度修正方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种集装箱卡车的轮速计速度修正方法，涉及自动驾驶汽车技术领域。其中，集装箱卡车上设置有全球导航卫星系统接收机和惯性测量单元，为轮速计速度修正提供参考基准。集装箱卡车的轮速计速度修正方法包括：读取GNSS原始测量速度和轮速计速度，对GNSS原始测量速度进行速度补偿后得到补偿后的GNSS原始测量速度；根据补偿后的GNSS原始测量速度和轮速计速度进行数据融合，实时估计出轮速计动态标度因数；根据轮速计动态标度因数，修正轮速计速度。本申请技术方案可以实时估计轮速计动态标度因数变化，提高集装箱卡车作业过程中的轮速计速度修正的准确性，能够解决集装箱卡车作业过程中轮速计速度修正准确性低的技术问题。

Description

一种集装箱卡车的轮速计速度修正方法及装置
技术领域
本发明涉及自动驾驶汽车技术领域，尤其涉及一种集装箱卡车的轮速计速度修正方法及装置。
背景技术
近年来汽车的自动驾驶技术得到了快速发展，而导航定位系统在汽车的自动驾驶的发展过程中起到了关键作用。导航定位系统通过全球定位系统（Global PositioningSystem，GPS）或惯性测量组件（Inertial Measurement Unit，IMU）为基础确定车辆的位置并做出安全的路径规划。IMU是惯性导航系统（Inertial Navigation System，INS）的核心组件，由于IMU不受外部干扰连续提供位置信息，因此，IMU是实现车辆连续导航定位的重点。而在集装箱卡车定位应用中，轮速计标度因数以及根据轮速计动态标度因数修正的轮速计速度是IMU实现车辆连续导航定位的关键参数。由于受车辆载荷、轮胎磨损、充气压力、温度和频繁装卸箱抖动等因素的影响，使得轮速计标度因数存在变化，则根据轮速计动态标度因数修正的轮速计速度也存在变化，不能准确的估计轮速计标度因数以及轮速计速度。
现有技术中，估计轮速计速度主要有两种方法：第一种是利用加速度计的测量值在线辨识轮速计标度因数，再根据轮速计动态标度因数计算轮速计速度。第二种是通过采用惯导速度误差的舒拉周期特性辨识轮速计标度因数，再根据轮速计动态标度因数计算轮速计速度。
上述第一种方法存在的问题为：没有考虑加速度计零偏对轮速计标度因数的影响，会导致不能准确的计算轮速计标度因数，进而导致不能准确的修正轮速计速度。上述第二种方法存在的问题为：在车辆加减速期间会受抖动而引入测量误差，但并没有考虑测量误差对轮速计标度因数的影响，导致不能准确的修正轮速计标度因数，进而导致不能准确的修正轮速计速度。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种集装箱卡车的轮速计速度修正方法及装置，解决集装箱卡车作业过程中轮速计速度修正准确性低的问题。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：
本申请第一方面提供一种集装箱卡车的轮速计速度修正方法，所述集装箱卡车设置有全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）接收机，所述方法包括：
读取GNSS原始测量速度和轮速计速度；
对所述GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度；
根据所述补偿后的GNSS原始测量速度和所述轮速计速度，确定轮速计动态标度因数；
根据所述轮速计动态标度因数，修正轮速计速度。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述读取GNSS原始测量速度之前，所述方法还包括：
获取配置参数，所述配置参数包括轮速计标度因数初始值和设备安装几何关系信息。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述对所述GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度，包括：
将轮速计标度因数初始值作为轮速计动态标度因数初始值；
根据所述设备安装几何关系信息和车辆角运动信息对GNSS原始测量速度进行修正，得到补偿后的GNSS原始测量速度；
相应的，根据所述补偿后的GNSS原始测量速度和轮速计速度，确定轮速计动态标度因数，包括：
根据所述补偿后的GNSS原始测量速度和所述轮速计速度，确定轮速计动态标度因数。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，在所述确定轮速计动态标度因数之后，所述方法还包括：
根据所述补偿后的GNSS原始测量速度、所述轮速计速度以及预先标定的轮速计的标度因数，确定测量误差；
根据所述测量误差以及所述轮速计动态标度因数，确定实际轮速计动态标度因数；
相应的，所述根据所述轮速计动态标度因数，修正轮速计速度，包括：
根据所述实际轮速计动态标度因数，修正轮速计速度。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，在读取GNSS原始测量速度和轮速计速度之后，所述方法还包括：
判断所述GNSS原始测量速度和所述轮速计速度的有效性，得到有效的GNSS原始测量速度和有效的轮速计速度；
相应的，所述对所述GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度，包括：
对所述有效的GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的有效的GNSS原始测量速度；
相应的，所述根据所述补偿后的GNSS原始测量速度和所述轮速计速度，确定轮速计动态标度因数，包括：
根据所述补偿后的有效的GNSS原始测量速度和所述有效的轮速计速度，确定轮速计动态标度因数。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，在读取GNSS原始测量速度和轮速计速度之后，所述方法还包括：
利用所述GNSS原始测量速度和所述轮速计速度进行卡尔曼滤波估计，确定轮速计动态标度因数。
本申请第二方面提供一种集装箱卡车的轮速计速度修正装置，所述集装箱卡车设置全球导航卫星系统接收机，所述装置包括：
读取模块，用于读取GNSS原始测量速度和轮速计速度；补偿模块，用于对所述GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度；
确定模块，用于根据所述补偿后的GNSS原始测量速度和所述轮速计速度，确定轮速计动态标度因数；
修正模块，用于根据所述轮速计动态标度因数，修正轮速计速度。
在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述装置还包括：
判断模块，用于在读取GNSS原始测量速度和轮速计速度所述获取配置参数之后，判断所述GNSS原始测量速度和所述轮速计速度的有效性，得到有效的GNSS原始测量速度和有效的轮速计速度。
设备安装几何关系设备安装几何关系本申请第三方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；其中，所述处理器、存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行上述第一方面或第一方面任一种可选的实施例所述的集装箱卡车的轮速计速度修正方法。
本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述第一方面或第一方面任一种可选的实施例所述的集装箱卡车的轮速计速度修正方法。
相较于现有技术，本申请第一方面提供的集装箱卡车的轮速计速度修正方法，通过读取GNSS原始测量速度和轮速计速度，对GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度，根据补偿后的GNSS原始测量速度和轮速计速度，确定轮速计动态标度因数，根据轮速计动态标度因数，修正轮速计速度；能够根据补偿后的GNSS原始测量速度和轮速计速度进行数据融合，对轮速计动态标度因数进行实时估计，得到更加准确的轮速计动态标度因数，并根据实时估计的更加准确的轮速计动态标度因数对轮速计速度进行实时修正，从而提高集装箱卡车作业过程中轮速计速度修正的准确性；能够解决集装箱卡车作业过程中轮速计速度修正准确性低的问题。
本申请第二方面提供的集装箱卡车的轮速计速度修正装置，与本申请第一方面提供的集装箱卡车的轮速计速度修正方法有相同的有益效果。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
图1示意性地示出了集装箱卡车的轮速计速度修正方法的流程图一；
图2示意性地示出了集装箱卡车的轮速计速度修正方法的流程图二；
图3示意性地示出了集装箱卡车的GNSS天线和车轮间的设备安装几何关系图；
图4示意性地示出了集装箱卡车的轮速计速度修正装置的结构图；
图5示意性地示出了电子设备的结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要注意的是：除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
下面对本发明实施例中的方法进行详细说明。
图1示意性地示出了本发明实施例中的集装箱卡车的轮速计速度修正方法的流程图一，参见图1所示，集装箱卡车设置有全球导航卫星系统接收机，该方法可以包括：
S101、读取GNSS原始测量速度和轮速计速度。
GNSS原始测量速度是未补偿的GNSS原始测量速度，轮速计速度是指车辆后轮的轮速计速度。可以通过车载传感器来获取未补偿的GNSS原始测量速度和轮速计速度。
S102、对GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度。
S103、根据补偿后的GNSS原始测量速度和轮速计速度，确定轮速计动态标度因数。
GNSS原始测量速度是未补偿的GNSS天线的GNSS测量速度，具体的，根据步骤S101读取的未补偿的GNSS原始测量速度和轮速计速度，确定轮速计动态标度因数。
S104、根据轮速计动态标度因数，修正轮速计速度。
具体的，根据步骤S103确定的轮速计动态标度因数，修正轮速计速度。
根据GNSS原始测量速度对轮速计动态标度因数进行实时估计，再根据实时估计的轮速计动态标度因数对轮速计速度进行实时修正。根据轮速计动态标度因数修正轮速计速度是可以根据相关领域中的常规方式进行修正。对于根据轮速计动态标度因数修正轮速计速度的方式，此处不做限定。
本发明实施例提供的集装箱卡车的轮速计速度修正方法，通过读取GNSS原始测量速度和轮速计速度，对GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度，根据补偿后的GNSS原始测量速度和轮速计速度，确定轮速计动态标度因数，根据轮速计动态标度因数，修正轮速计速度；能够根据补偿后的GNSS原始测量速度和轮速计速度进行数据融合，对轮速计动态标度因数进行实时估计，得到更加准确的轮速计动态标度因数，并根据实时估计的更加准确的轮速计动态标度因数对轮速计速度进行实时修正，从而提高集装箱卡车作业过程中轮速计速度修正的准确性；能够解决集装箱卡车作业过程中轮速计速度修正准确性低的问题。
进一步地，作为图1所示方法的细化和扩展，本发明实施例还提供了一种集装箱卡车的轮速计速度修正方法。
图2示意性地示出了本发明实施例中的集装箱卡车的轮速计速度修正方法的流程图二，参见图2所示，集装箱卡车设置有全球导航卫星系统接收机，本发明实施例提供的集装箱卡车的轮速计速度修正方法可以包括：
S201、获取配置参数。
其中，配置参数包括轮速计标度因数初始值和设备安装几何关系。
具体的，程序启动后读取配置文件来获取配置参数。在配置文件中包含轮速计标度因数初始值和设备安装几何关系。配置参数能够提供初始默认参考值。
S202、读取GNSS原始测量速度和轮速计速度。
GNSS原始测量速度是未补偿的GNSS原始测量速度，轮速计速度是指车辆后轮的轮速计速度。可以通过车载传感器来获取未补偿的GNSS原始测量速度和轮速计速度。
获取GNSS原始测量速度的过程中，GNSS的原始测量速度是基于多普勒原理，因此不存在累积误差，可以为轮速计动态标度因数提供连续的速度参考信息。
S203、判断GNSS原始测量速度和轮速计速度是否有效，若是，则执行步骤S204，若否，则执行步骤S201。
具体的，判断未补偿的GNSS原始测量速度和轮速计速度是否有效，若否，则执行步骤S201的获取配置参数；若是，则执行步骤S204。
对未补偿的GNSS原始测量速度和轮速计速度是否有效进行判断，可以理解为对未补偿的GNSS测量速度和轮速计速度的数值是否异常进行判断，如果数值异常，则重新获取GNSS原始测量速度和轮速计速度的数值，直至数值正常。
可以通过未修正的GNSS原始测量速度、GNSS测量速度方向、轮速计速度、轮速计速度方向、GNSS天线的位置以及车辆后轮的位置来判断未补偿的GNSS原始测量速度和轮速计速度是否有效。
对于具体的未补偿的GNSS原始测量速度和轮速计速度的数值是否异常进行判断，可以根据现有技术公开的常规的方式进行判断，此处不作限定。例如，可以根据多个未补偿的GNSS原始测量速度，判断未补偿的GNSS原始测量速度是否偏离正常的未补偿的GNSS原始测量速度的区间，如果偏离正常的速度区间，则确定未补偿的GNSS原始测量速度是异常的即无效的；如果没有偏离正常的速度区间，则确定未补偿的GNSS原始测量速度是正常的即有效的。
判断GNSS原始测量速度和轮速计速度的有效性，可以得到有效的GNSS原始测量速度和有效的轮速计速度，可以过滤掉无效的GNSS原始测量速度和轮速计速度，能够减少运算量，提高运算的速度。
S204、根据设备安装几何关系和车辆角运动信息对GNSS原始测量速度进行修正，得到补偿后的GNSS原始测量速度。
具体的，图3示意性地示出了本发明实施例中的集装箱卡车的GNSS天线和车轮间的设备安装几何关系图，参见图3所示，
Figure 702542DEST_PATH_IMAGE001
为车体坐标系也就是常用的平面坐标系，通过在集装箱卡车车辆上安装双天线GNSS，利用双天线GNSS原始测量速度对轮速计动态标度因数进行实时估计，通过预标定，计算出GNSS到轮胎中心的设备安装几何关系、轮速计动态标度因数基准值。具体的分别获取GNSS的横向设备安装几何关系302和GNSS的纵向设备安装几何关系301，为轮速计动态标度因数实时估计提供参考，提高轮速计速度实时修正的精度和稳定性，实现轮速计速度的实时修正。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，根据设备安装几何关系和IMU提供的车辆角运动信息，确定GNSS附加速度误差；根据车辆姿态转移矩阵以及GNSS附加速度误差对GNSS原始测量速度进行修正，得到补偿后的GNSS原始测量速度。
实际应用中，受车辆外形的限制，难以保证GNSS天线和车辆后轮位置一致，在车辆运动方向发生变化的过程中，会引起GNSS附加速度误差，因此确定出GNSS附加速度误差，根据GNSS附加速度误差对GNSS原始测量速度进行修正，能够得到更加准确的GNSS原始测量速度，提高GNSS原始测量速度的准确性。
具体的，根据设备安装几何关系和车辆角运动信息对GNSS原始测量速度进行修正，得到补偿后的GNSS测量速度。可以理解为将GNSS原始测量速度通过公式1转到车体坐标系下，计算出补偿后的GNSS原始测量速度。
根据车辆姿态转移矩阵、GNSS原始测量速度、设备安装几何关系、车辆角运动信息以及如下公式计算补偿后的GNSS原始测量速度：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
公式（1）
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为车辆姿态转移矩阵，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
为GNSS原始测量速度，即未补偿的GNSS测量速度，具体为地理坐标系下GNSS的东北天测量速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为设备安装几何关系，具体为车体坐标系下GNSS相对车辆后轮的设备安装几何关系，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
为车辆角运动信息。
S205、根据补偿后的GNSS原始测量速度和轮速计速度，确定轮速计动态标度因数。
具体的，根据步骤S204得到的补偿后的GNSS原始测量速度以及轮速计速度、车辆后轮轮速计预先标定的标度因数和公式3确定轮速计动态标度因数。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，在确定轮速计动态标度因数之前，所述方法还包括：将轮速计标度因数初始值作为轮速计动态标度因数初始值。
作为本发明实施例一种可选的实施方式，根据车辆后轮轮速计预先标定的标度因数
Figure DEST_PATH_IMAGE008
和轮速计动态标度因数
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
，确定未补偿的GNSS原始测量速度和轮速计速度的关系为：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
公式（2）
其中，
Figure 774009DEST_PATH_IMAGE009
为轮速计动态标度因数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
为轮速计速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 881643DEST_PATH_IMAGE008
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数。
具体的，对公式2化简可得到如下公式的轮速计动态标度因数
Figure 542431DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
公式（3）
其中，
Figure 887962DEST_PATH_IMAGE009
为轮速计动态标度因数，
Figure 959692DEST_PATH_IMAGE011
为轮速计速度，
Figure 492304DEST_PATH_IMAGE012
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 81418DEST_PATH_IMAGE008
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数。
根据GNSS附加速度误差补偿后的GNSS原始测量速度，能够得到更加准确的GNSS原始测量速度， 通过更加准确的GNSS原始测量速度来确定轮速计动态标度因数，使轮速计动态标度因数更加准确。
S206、根据补偿后的GNSS原始测量速度、轮速计速度以及预先标定的轮速计的标度因数，确定测量误差。
具体的，根据补偿后的GNSS原始测量速度、轮速计速度、车辆后轮轮速计预先标定的标度因数以及如下公式确定测量误差：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
公式（4）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为测量误差，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为动态标度因数系数，
Figure 78192DEST_PATH_IMAGE011
为轮速计速度，
Figure 602715DEST_PATH_IMAGE012
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 278416DEST_PATH_IMAGE008
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数。
由于集装箱卡车的频繁装卸箱会引入抖动的测量误差，因此确定出测量误差可以得到更加准确的轮速计动态标度因数。
S207、根据测量误差以及轮速计动态标度因数，确定实际轮速计动态标度因数。
具体的， 在轮速计动态标度因数中加入根据步骤S206确定的测量误差，修正步骤S205确定的轮速计动态标度因数，修正轮速计动态标度因数的公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE017
公式（5）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为修正后的轮速计动态标度因数，
Figure 671220DEST_PATH_IMAGE016
为动态标度因数系数，
Figure 749201DEST_PATH_IMAGE011
为轮速计速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 241362DEST_PATH_IMAGE008
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数。
不仅考虑到通过GNSS附加速度误差修正后的更加准确的GNSS测量速度，还能考虑到集装箱卡车的频繁装卸箱引入抖动的测量误差对轮速计标度因数的影响，来更加准确的确定实际轮速计标度因数。
S208、根据实际轮速计动态标度因数，修正轮速计速度。
具体的，根据步骤S207确定的实际轮速计动态标度因数，修正轮速计速度，直到达到最优轮速计速度。
最优轮速计速度的判断标准为轮速计速度的误差小以及轮速计速度的方差稳定。
根据实际轮速计动态标度因数修正轮速计速度是可以根据相关领域中的常规方式进行修正。对于根据轮速计动态标度因数修正轮速计速度的方式，此处不做限定。
本发明实施例提供的集装箱卡车的轮速计速度修正方法，根据车辆后轮的轮速计速度与GNSS原始测量速度的不一致性，导致的GNSS附加速度误差，对GNSS原始测量速度的GNSS附加速度误差进行估计和补偿，能够得到更加准确的GNSS原始测量速度，并根据更加准确的GNSS原始测量速度和集装箱卡车的频繁装卸箱引入抖动的测量误差对轮速计标度因数的影响，来更加准确的确定实际轮速计动态标度因数，实现实时估计并跟踪外界环境因素引起的轮速计动态标度因数的变化，提高实际轮速计动态标度因数的准确性，根据准确的实际轮速计动态标度因数，修正轮速计速度，能够提高轮速计速度的准确性，从而提高集装箱卡车航位推算精度的准确性。
下面对本发明提供的集装箱卡车的轮速计速度修正方法的又一实施例进行介绍，集装箱卡车的轮速计速度修正方法中集装箱卡车设置有全球导航卫星系统接收机，本实施例包括以下步骤：
步骤一、读取配置参数。
具体的，程序启动后读取配置文件，获取配置参数。配置参数包括轮速计标度因数初始值和设备安装几何关系。
步骤二、读取GNSS原始测量速度和轮速计速度，并判断GNSS原始测量速度和轮速计速度的有效性。
具体的，读取GNSS原始测量速度和轮速计速度，并判断GNSS原始测量速度和轮速计速度是否有效，若是，则执行步骤三，若否，则执行步骤一。
读取GNSS原始测量速度的过程中，GNSS原始测量速度是基于多普勒原理，因此不存在累积误差，可以为轮速计动态标度因数提供连续的速度参考信息。
对GNSS原始测量速度和轮速计速度是否有效进行判断，可以理解为对GNSS原始测量速度和轮速计速度的数值是否异常进行判断，如果数值异常，则重新获取未修正的GNSS原始测量速度和轮速计速度的数值，直至数值正常。
步骤三、将GNSS原始测量速度转到车体坐标系下，进行速度补偿，得到补偿后的GNSS测量速度。
通过预标定，计算出GNSS到轮胎中心的设备安装几何关系、轮速计动态标度因数基准值，为轮速计动态标度因数实时估计值提供参考，提高轮速计速度实时修正方法的精度和稳定性。
实际应用中，受车辆外形的限制，难以保证GNSS天线和车辆后轮位置一致，即存在设备安装几何关系误差。在车辆运动方向发生变化的过程中，会引起GNSS附加速度误差，从而降低轮速计标度因数修正精度。针对该问题，本发明采用了设备安装几何关系实时修正的方法，利用IMU提供的车辆角运动信息和预先标定的GNSS的设备安装几何关系，计算GNSS中由于运动方向变化引起的附加速度误差，并进行修正。
具体的，将GNSS原始测量速度转到车体坐标系下来进行速度补偿，实质上是指根据车辆姿态转移矩阵、GNSS原始测量速度、设备安装几何关系、车辆角运动信息以及如下公式计算补偿后的GNSS原始测量速度：
Figure 810884DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 351586DEST_PATH_IMAGE003
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为车辆姿态转移矩阵，
Figure 526216DEST_PATH_IMAGE005
为GNSS原始测量速度，具体为地理坐标系下GNSS的东北天测量速度，
Figure 658120DEST_PATH_IMAGE006
为设备安装几何关系，具体为车体坐标系下GNSS相对车辆后轮的设备安装几何关系，
Figure 918200DEST_PATH_IMAGE007
为车辆角运动信息。
步骤四、根据补偿后的GNSS原始测量速度和轮速计速度，确定轮速计动态标度因数。
具体的，根据车辆后轮轮速计预先标定的标度因数
Figure 262594DEST_PATH_IMAGE008
和轮速计动态标度因数
Figure 291729DEST_PATH_IMAGE009
，确定GNSS原始测量速度和轮速计速度的关系为：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 968436DEST_PATH_IMAGE009
为轮速计动态标度因数，
Figure 338981DEST_PATH_IMAGE011
为轮速计速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 408437DEST_PATH_IMAGE008
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数。
具体的，对上述GNSS原始测量速度和轮速计速度的关系公式化简可得到如下公式的轮速计动态标度因数
Figure 26500DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure 234628DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 938142DEST_PATH_IMAGE009
为轮速计动态标度因数，
Figure 421076DEST_PATH_IMAGE011
为轮速计速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 142913DEST_PATH_IMAGE008
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数。
可选的，可以将上述轮速计动态标度因数
Figure 787521DEST_PATH_IMAGE009
的公式作为卡尔曼滤波观测方程，修正轮速计动态标度因数。
作为本发明实施例的一种可选的方式，在读取GNSS原始测量速度和轮速计速度之后，所述方法还包括：利用GNSS原始测量速度和轮速计速度进行卡尔曼滤波估计，确定轮速计动态标度因数。
步骤五、修正轮速计动态标度因数。
作为本发明实施例的一种可选的方式，计算卡尔曼滤波观测量，采用卡尔曼滤波方程，修正轮速计动态标度因数。
具体为，基于离散卡尔曼滤波方程，自适应计算卡尔曼滤波观测噪声。卡尔曼滤波是一种递推线性最小方差估计，卡尔曼滤波方程可描述为：
Figure DEST_PATH_IMAGE024
公式（6）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
为k时刻的状态估计值，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为k-1到k时刻的系统一步状态转移矩阵（n×n阶），
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为k-1时刻的状态历史值，
Figure DEST_PATH_IMAGE028
为系统噪声矩阵（n×r阶），
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为k时刻的系统噪声（r维），
Figure DEST_PATH_IMAGE030
为k时刻的m维观测量，
Figure 368544DEST_PATH_IMAGE031
为k时刻系统量测矩阵（m×n阶），
Figure DEST_PATH_IMAGE032
为k时刻m维量测噪声。
具体的，在修正轮速计动态标度因数中，将状态量设置为里程计标度因数误差历史值
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，观测量
Figure 451906DEST_PATH_IMAGE030
设置为步骤四确定的轮速计动态标度因数
Figure DEST_PATH_IMAGE034
，即可通过递推卡尔曼滤波方程进行轮速计动态标度因数修正。
作为本发明实施例的一种可选的方式，根据补偿后的GNSS原始测量速度、轮速计速度、车辆后轮轮速计预先标定的标度因数以及如下公式确定测量误差：
Figure 44562DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 453546DEST_PATH_IMAGE015
为测量误差，
Figure 131652DEST_PATH_IMAGE016
为动态标度因数系数，
Figure 425230DEST_PATH_IMAGE011
为轮速计速度，
Figure 872392DEST_PATH_IMAGE012
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 327644DEST_PATH_IMAGE008
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数。
由于GNSS天线和轮速计存在测量误差，因此对轮速计动态标度因数
Figure 227467DEST_PATH_IMAGE009
添加测量误差，来修正轮速计动态标度因数，上述轮速计动态标度因数公式可转换为下式：
Figure 59157DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 891984DEST_PATH_IMAGE018
为修正后的轮速计动态标度因数。
步骤六、根据轮速计动态标度因数，修正轮速计速度。
具体的，根据步骤五修正后的轮速计动态标度因数，修正轮速计速度，如果不是最优轮速计速度，则重复步骤二到步骤五直到达到最优轮速计速度。
最优轮速计速度的判断标准为轮速计速度的误差小以及轮速计速度的方差稳定。
根据轮速计动态标度因数修正轮速计速度是可以根据相关领域中的常规方式进行修正。对于根据轮速计动态标度因数修正轮速计速度的方式，此处不做限定。
作为本发明实施例的一种可选的方式，在根据轮速计动态标度因数，修正轮速计速度之后，方法还包括：
将修正后的轮速计动态标度因数
Figure 252558DEST_PATH_IMAGE018
的公式进行化简，得到如下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
公式（7）
其中，
Figure 170835DEST_PATH_IMAGE018
为修正后的轮速计动态标度因数，
Figure DEST_PATH_IMAGE036
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数的估计值，
Figure 602954DEST_PATH_IMAGE016
为动态标度因数系数，
Figure 336292DEST_PATH_IMAGE011
为轮速计速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 461243DEST_PATH_IMAGE008
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数，
Figure DEST_PATH_IMAGE038
为车辆的速度误差。
根据公式7可知，车辆后轮轮速计预先标定的标度因数与轮速计速度呈反比，因此将卡尔曼滤波的观测噪声设置为自适应变化值，具体的，利用GNSS测量速度噪声方差、轮速计速度噪声方差以及当前车辆的轮速计速度，自适应计算卡尔曼滤波观测噪声，如公式8所示。
Figure 601237DEST_PATH_IMAGE039
公式（8）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE040
和
Figure 305888DEST_PATH_IMAGE041
均为自适应卡尔曼滤波的观测噪声，
Figure DEST_PATH_IMAGE042
为GNSS测量速度噪声方差，
Figure 847728DEST_PATH_IMAGE043
为轮速计速度噪声方差，
Figure 815684DEST_PATH_IMAGE011
为轮速计速度，
Figure 177395DEST_PATH_IMAGE008
为车辆后轮的轮速计预先标定的标度因数。
具体的，本申请实施例中，利用公式8的卡尔曼滤波的观测噪声自适应滤波，可根据车辆的速度大小，自适应调节卡尔曼滤波的观测噪声系数，保证轮速计的标度因数估计的精度和稳定性。
本申请实施例中，基于自适应卡尔曼滤波的原理，利用GNSS天线的测量信息对轮速计标度因数进行实时估计，实现轮速计速度的实时修正。能够实时跟踪并补偿外界环境因素引起的轮速计标度因数的变化，通过实时估计轮速计标度因数的变化对轮速进行实时修正，能够有效提高集装箱卡车航位推算精度，对于集装箱卡车自动化具有重要的现实意义。
作为本发明的又一种可选实施例，本申请实施例提供的卡尔曼滤波的观测噪声自适应滤波过程，包括：
步骤一、基于GNSS测量速度噪声、轮速计速度噪声和当前的车辆的轮速计速度，提出轮速计估计原理。
步骤二、根据轮速计速度与GNSS测量速度关系，化简可得轮速计动态标度因数。
步骤三、根据状态历史值与状态估计值之间关系，利用离散卡尔曼滤波方程进行线性最小方差估计。
步骤四、在轮速计标度因数实时在线估计中，状态量设置为轮速计标度因数误差历史值，观测量设置为轮速计动态标度因数
Figure 154578DEST_PATH_IMAGE034
，得到标度因数误差实时估计值，即可通过递推卡尔曼滤波方程进行轮速计动态标度因数的更新。
步骤五、基于离散卡尔曼滤波方程，添加测量误差后对卡尔曼滤波的观测噪声进行自适应滤波。
步骤六、将卡尔曼滤波的观测噪声设置为自适应变化值。
由于轮速计动态标度因数估计误差与轮速计速度呈反比，因此将卡尔曼滤波的观测噪声设置为自适应变化值。具体的，利用GNSS测量速度噪声方差、轮速计速度噪声方差以及当前车辆的轮速计速度，将卡尔曼滤波的观测噪声设置为自适应变化值。
步骤七、利用卡尔曼滤波的观测噪声自适应滤波方法，根据车辆的速度大小，自适应调节观测噪声系数。
根据车辆的速度大小，自适应调节观测噪声系数能够保证轮速计动态标度因数估计的精度和稳定性。
基于同一发明构思，作为对上述集装箱卡车的轮速计速度修正方法的实现，本发明实施例还提供了一种集装箱卡车的轮速计速度修正装置。图4为本发明实施例中的装置的结构图，参见图4所示，该装置可以包括：读取模块401，用于读取GNSS原始测量速度和轮速计速度；补偿模块402，用于对GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度；确定模块403，用于根据所述补偿后的GNSS原始测量速度和所述轮速计速度，确定轮速计动态标度因数；修正模块404，用于根据所述轮速计动态标度因数，修正轮速计速度。
作为本发明实施例一种可选的实施例方式，所述装置还包括：判断模块405，用于在读取GNSS原始测量速度和轮速计速度所述获取配置参数之后，判断所述GNSS原始测量速度和所述轮速计速度的有效性，得到有效的GNSS原始测量速度和有效的轮速计速度。
作为本发明实施例一种可选的实施例方式，所述装置还包括：获取模块406，用于读取GNSS原始测量速度之前，获取配置参数，所述配置参数包括轮速计标度因数初始值和设备安装几何关系信息。
作为本发明实施例一种可选的实施例方式，所述补偿模块402，具体用于根据所述设备安装几何关系和车辆角运动信息对GNSS原始测量速度进行修正，得到补偿后的GNSS原始测量速度。
作为本发明实施例一种可选的实施例方式，所述装置还包括，第一确定模块407，用于根据所述补偿后的GNSS原始测量速度、所述轮速计速度以及预先标定的轮速计的标度因数，确定测量误差；根据所述测量误差以及所述轮速计动态标度因数，确定实际轮速计动态标度因数。
作为本发明实施例一种可选的实施例方式，所述装置还包括，第二确定模块408，用于利用所述GNSS原始测量速度和所述轮速计速度进行卡尔曼滤波估计，确定轮速计动态标度因数。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备。图5为本发明实施例中的电子设备的结构图，参见图5所示，该电子设备50可以包括：至少一个处理器501；以及与处理器501连接的至少一个存储器502、总线503；其中，处理器501、存储器502通过总线503完成相互间的通信；处理器501用于调用存储器502中的程序指令，以执行上述一个或多个实施例中的集装箱卡车的轮速计速度修正方法。
这里需要指出的是：以上集装箱卡车的轮速计速度修正装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本发明实施例的集装箱卡车的轮速计速度修正装置的实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述一个或多个实施例中的方法。
这里需要指出的是：以上计算机可读存储介质实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本发明实施例的计算机可读存储介质的实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种集装箱卡车的轮速计速度修正方法，其特征在于，所述集装箱卡车上设置有全球导航卫星系统接收机，所述方法包括：
读取GNSS原始测量速度和轮速计速度；
对所述GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度；
根据所述补偿后的GNSS原始测量速度和轮速计速度，确定轮速计动态标度因数；
根据所述轮速计动态标度因数，修正轮速计速度；
所述读取GNSS原始测量速度之前，所述方法还包括：
获取配置参数，所述配置参数包括轮速计标度因数初始值和设备安装几何关系信息；
所述对所述GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度，包括：
根据所述设备安装几何关系和车辆角运动信息对GNSS原始测量速度进行修正，得到补偿后的GNSS原始测量速度；
在所述确定轮速计动态标度因数之后，所述方法还包括：
根据所述补偿后的GNSS原始测量速度、所述轮速计速度、车辆后轮轮速计预先标定的标度因数以及如下公式，确定测量误差：
Figure 294465DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为测量误差，
Figure 507272DEST_PATH_IMAGE004
为动态标度因数系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为轮速计速度，
Figure 586961DEST_PATH_IMAGE006
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数；
根据所述测量误差、所述轮速计动态标度因数以及如下公式，确定实际轮速计动态标度因数：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 125390DEST_PATH_IMAGE010
为实际轮速计动态标度因数，
Figure 323153DEST_PATH_IMAGE004
为动态标度因数系数，
Figure 870809DEST_PATH_IMAGE005
为轮速计速度，
Figure 837628DEST_PATH_IMAGE006
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 78116DEST_PATH_IMAGE007
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述轮速计动态标度因数，修正轮速计速度，包括：
根据所述实际轮速计动态标度因数，修正轮速计速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在读取GNSS原始测量速度和轮速计速度之后，所述方法还包括：
判断所述GNSS原始测量速度和所述轮速计速度的有效性，得到有效的GNSS原始测量速度和有效的轮速计速度；
相应的，所述对所述GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度，包括：
对所述有效的GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的有效的GNSS原始测量速度；
相应的，所述根据所述补偿后的GNSS原始测量速度和所述轮速计速度，确定轮速计动态标度因数，包括：
根据所述补偿后的有效的GNSS原始测量速度和所述有效的轮速计速度，确定轮速计动态标度因数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述读取GNSS原始测量速度和轮速计速度之后 ，所述方法还包括：
利用所述GNSS原始测量速度和所述轮速计速度进行卡尔曼滤波估计，确定轮速计动态标度因数。
5.一种集装箱卡车的轮速计速度修正装置，其特征在于，所述集装箱卡车设置全球导航卫星系统接收机，所述装置包括：
读取模块，用于读取GNSS原始测量速度和轮速计速度；
补偿模块，用于对所述GNSS原始测量速度进行速度补偿，得到补偿后的GNSS原始测量速度；
确定模块，用于根据所述补偿后的GNSS原始测量速度和所述轮速计速度，确定轮速计动态标度因数；
修正模块，用于根据所述轮速计动态标度因数，修正轮速计速度；
所述装置还包括：获取模块，用于读取GNSS原始测量速度之前，获取配置参数，所述配置参数包括轮速计标度因数初始值和设备安装几何关系信息；
所述补偿模块，具体用于根据所述设备安装几何关系和车辆角运动信息对GNSS原始测量速度进行修正，得到补偿后的GNSS原始测量速度；
所述装置还包括：
第一确定模块，用于在所述确定轮速计动态标度因数之后，根据所述补偿后的GNSS原始测量速度、所述轮速计速度、车辆后轮轮速计预先标定的标度因数以及如下公式，确定测量误差：
Figure 497596DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 19582DEST_PATH_IMAGE003
为测量误差，
Figure 840908DEST_PATH_IMAGE004
为动态标度因数系数，
Figure 252298DEST_PATH_IMAGE005
为轮速计速度，
Figure 159074DEST_PATH_IMAGE006
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 48532DEST_PATH_IMAGE007
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数；
根据所述测量误差、所述轮速计动态标度因数以及如下公式，确定实际轮速计动态标度因数：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure 957320DEST_PATH_IMAGE010
为实际轮速计动态标度因数，
Figure 539611DEST_PATH_IMAGE004
为动态标度因数系数，
Figure 730421DEST_PATH_IMAGE005
为轮速计速度，
Figure 423571DEST_PATH_IMAGE006
为补偿后的GNSS原始测量速度，
Figure 953909DEST_PATH_IMAGE007
为车辆后轮轮速计预先标定的标度因数。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
判断模块，用于在读取GNSS原始测量速度和轮速计速度所述获取配置参数之后，判断所述GNSS原始测量速度和所述轮速计速度的有效性，得到有效的GNSS原始测量速度和有效的轮速计速度。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；
以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；
其中，所述处理器、存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行如权利要求1至4中任一项所述的集装箱卡车的轮速计速度修正方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如权利要求1至4中任一项所述的集装箱卡车的轮速计速度修正方法。
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