CN112229422A - 基于fpga时间同步的里程计快速标定方法及系统 - Google Patents

基于fpga时间同步的里程计快速标定方法及系统 Download PDF

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CN112229422A
CN112229422A CN202011060843.2A CN202011060843A CN112229422A CN 112229422 A CN112229422 A CN 112229422A CN 202011060843 A CN202011060843 A CN 202011060843A CN 112229422 A CN112229422 A CN 112229422A
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陈海波
褚之恒
张保群
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Shenlan Artificial Intelligence Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法。包括初始静对准步骤，由GNSS/IMU组合导航系统完成初始静对准；行车路程划分步骤，利用轨迹相似性原理，将行车路程划分，分别计算里程计分段时间内脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段时间内的位移增量；标定步骤，通过递推最小二乘法，对里程计刻度系数进行标定。本发明可以实现快速准确的估计结果。

Description

基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法及系统
技术领域
本申请涉及自动驾驶领域，更具体地涉及一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法。
背景技术
随着自动驾驶技术的发展与日臻成熟，自动驾驶将成为未来出行的一种重要手段。现阶段的自动驾驶系统功能模块主要包括感知模块、定位模块、规划决策模块、控制模块、高精地图模块及云计算模块。定位模块作为自动驾驶系统的核心模块，一方面用于路径规划和车辆的精确控制；同时还辅助感知系统，得到更加准确的检测和跟踪结果。在现有自动驾驶车辆定位技术方案中，多数采用多传感器融合定位技术来确定车辆运动状态如车辆位置、速度和姿态等。通常采用的传感器包括惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)、全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)、里程计(Odometry,ODO)、激光雷达(Lidar)等。里程计可以用来测量自动驾驶车辆的行驶速度/行驶路程，其测量误差不随行驶时间积累，测速范围宽、动态性能好，自主性和抗干扰能力强，与惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)、全球卫星导航系统(GlobalNavigation Satellite System,GNSS)、激光雷达(Lidar)等通过数据融合技术，能够有效提升自动驾驶车辆在城市峡谷、GNSS信号遮挡、应用环境特征退化等典型城市工况下短时定位精度。通常，里程计传感器输出与车辆行驶路程成比例的脉冲数，受限于路况特征(坑洼、崎岖不平、胎压)等因素，刻度系数的准确程度直接影响里程计测得的速度精度，因此需要对里程计标度因数进行精确标定。
专利号：CN106595715B，《基于捷联惯导与卫星组合导航系统里程计标定方法与装置》，利用捷联惯导与卫星组合导航系统初始对准后的速度输出序列与里程计速度序列进行时间对齐，以此来标定里程计的刻度系数和安装误差角，该方案标定精度高，适用于陆基通信指挥、测绘车辆，但捷联惯导初始对准精度收敛需要较长时间，操作复杂度高，价格高昂(30万以上)，不利于自动驾驶车辆系统快速部署。且受限于车载里程计增量输出采样间隔不稳定，直接利用里程计位移增量求取速度序列存在噪声放大问题，影响里程计刻度系数准确标定。
专利号：CN111098335A，《一种双轮差速驱动机器人里程计标定方法》利用连续多个满足收敛条件时位姿测量时刻修正后的状态向量确定差动机器人的里程计标定结果，但鲜有提及里程计及机器人位姿测量系统时间同步的约束，限于差速里程计上报运动增量信息无时间指标，仅利用里程计左右轮运动增量与位姿测量系统的输出进行时间匹配插值，难以准确标定差速里程计参数。
专利号：CN111324848A，《移动激光雷达测量系统车载轨迹数据优化》，通过GNSS/IMU组合导航系统输出的导航参数(位置、速度、姿态)以及IMU加速度计信息，对测量轨迹进行粗分段、细分段，利用SG局部特征的多项式拟合方法对轨迹数据进行平滑处理，有助于消除GNSS/IMU组合导航系统的局部位置跳跃点，提高轨迹数据、点云地图精度。该专利属于轨迹分段后应用领域，分段及平滑结果依赖于GNSS/IMU组合导航系统的输出精度，忽略了自动驾驶车辆应用场景复杂(城市峡谷、工业园区、隧道等)，GNSS/IMU组合导航系统不能提供长时间的精确的位置、速度、姿态(俯仰角、横滚角)及方位信息。
同时，一种基于FPGA时间同步模块的里程计快速标定方案，在初始静对准和标定阶段依赖于GNSS信号环境，标定车辆需在空旷环境下行驶，确保分段时间内GNSS/IMU组合导航系统输出的位置精度足够高。同时，GNSS/IMU组合导航系统组合输出频率高(典型值：100～200Hz)，进行0.1s～0.5s分段，轨迹相对较平滑，无需局部特殊处理。相应的，标定后的车辆可降低对GNSS信号环境的依赖，能提供较高精度的位置信息给点云地图以及PNC(Planning and Control)模块，在复杂场景使用。
发明内容
1、本发明的目的
本发明为了解决里程计标度因数精确标定的问题，而提出了一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法。
2、本发明所采用的技术方案
本发明公开了一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法，包括：
初始静对准步骤，由GNSS/IMU组合导航系统完成初始静对准；
行车路程划分步骤，利用轨迹相似性原理，将行车路程划分，分别计算里程计分段时间内脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段时间内的位移增量；
标定步骤，通过递推最小二乘法，对里程计刻度系数进行标定。
优选的，行车路程划分步骤，将里程计采样和组合导航系统输出进行精确的时间对齐，并把行车路程分段，分别计算里程计分段的脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段位移增量。
优选的，行车路程分成N小段，计算里程计N小段脉冲当量：假设每小段从A点到B点里程计k个采样时间点上报脉冲数为εi，i＝1,2,…,k，则里程计每小段的脉冲当量为：
Figure BDA0002712306450000031
相应地，行车路程N小段的脉冲当量分别为(t1,n1)、(t2,n2)、…、(tN,nN)。
优选的，从A点到B点GNSS/IMU组合导航系统j个采样时间点输出位置信息，即纬度L、经度λ、高程h，则组合导航系统每小段位移增量计算方法如下：
RM＝Re(1-2f+3f sin2Li)
RN＝Re(1+fsin2Li)
liE＝(RN+h)cos Ljsin(λi+1-λi)
liN＝(RM+h)sin(λi+1-λi)
liU＝hi+1-hi
Figure BDA0002712306450000032
Figure BDA0002712306450000033
其中，Li、λi、hi为第i个采样时间点，GNSS/IMU组合导航系统输出的车辆纬度、经度、海拔高度信息；liE、liN、liU为车辆在第i至第i+1采样时刻点的东向、北向、天向位移增量；pi,i+1为每小分段内第i个采样点到第i+1采样点的位移增量；pl为第l个时间分段内的位移增量；RM、RN为地球子午圈和卯酉圈主曲率半径，Re＝6378137m，为地球半长轴，
Figure BDA0002712306450000034
为地球扁率，行车N小段轨迹对应的GNSS/IMU的位移增量分别为(t1,p1)、(t2,p2)、…、(tN,pN)。
优选的，标定步骤：根据轨迹相似性原理，自动驾驶车辆N个小段里程计脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统N个小段的位移增量具有线性对应关系，利用递推最小二乘法，可得到：
Figure BDA0002712306450000041
本发明提出了一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定系统，包括：
初始静对准模块，由GNSS/IMU组合导航系统完成初始静对准；
行车路程划分模块，利用轨迹相似性原理，将行车路程划分，分别计算里程计分段时间内脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段时间内的位移增量；
标定模块，通过递推最小二乘法，对里程计刻度系数进行标定。
优选的，行车路程划分模块，将里程计采样和组合导航系统输出进行精确的时间对齐，并把行车路程分段，分别计算里程计分段的脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段位移增量。
优选的，行车路程分成N小段，计算里程计N小段脉冲当量：假设每小段从A点到B点里程计k个采样时间点上报脉冲数为εi，i＝1,2,…,k，则里程计每小段的脉冲当量为：
Figure BDA0002712306450000042
相应地，行车路程N小段的脉冲当量分别为(t1,n1)、(t2,n2)、…、(tN,nN)。
优选的，从A点到B点GNSS/IMU组合导航系统j个采样时间点输出位置信息，即纬度L、经度λ、高程h，则组合导航系统每小段位移增量计算方法如下：
RM＝Re(1-2f+3f sin2Li)
RN＝Re(1+f sin2Li)
liE＝(RN+h)cosLjsin(λi+1-λi)
liN＝(RM+h)sin(λi+1-λi)
liU＝hi+1-hi
Figure BDA0002712306450000043
Figure BDA0002712306450000044
其中，Li、λi、hi为第i个采样时间点，GNSS/IMU组合导航系统输出的车辆纬度、经度、海拔高度信息；liE、liN、liU为车辆在第i至第i+1采样时刻点的东向、北向、天向位移增量；pi,i+1为每小分段内第i个采样点到第i+1采样点的位移增量；pl为第l个时间分段内的位移增量；RM、RN为地球子午圈和卯酉圈主曲率半径，Re＝6378137m，为地球半长轴，
Figure BDA0002712306450000051
为地球扁率，行车N小段轨迹对应的GNSS/IMU的位移增量分别为(t1,p1)、(t2,p2)、…、(tN,pN)。
优选的，标定步骤：根据轨迹相似性原理，自动驾驶车辆N个小段里程计脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统N个小段的位移增量具有线性对应关系，利用递推最小二乘法，可得到：
Figure BDA0002712306450000052
本发明提出了一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定系统，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的方法步骤。
本发明提一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述的计算机程序被处理器执行时实现所述的方法步骤。
3、本发明所采用的有益效果
(1)本发明提出的基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法，通过FPGA时间同步模块，实现里程计数据采集和GNSS/IMU组合导航系统导航输出的精确时间对齐；
(2)本发明利用里程计采样位移增量输出和GNSS/IMU组合导航系统导航输出，将整个行车路程划分为N小段，然后利用递推最小二乘法估计里程计刻度系数，可以有效减小由于车体打滑、路面不平整、传感器干扰等情况下脉冲的误差积累，得到更准确的估计结果，同时可满足自动驾驶车辆系统部署快速性、准确性需求。
(3)本发明实现时间同步、快速标定，辅助GNSS/IMU+Lidar多源信息融合系统在特殊场景下较高的定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的流程图；
图3为本发明形成路段分段图。
具体实施方式
下面结合本发明实例中的附图，对本发明实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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实例作进一步地详细描述。
实施例：
如图1-2，本发明所述的一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法，在GNSS/IMU组合导航系统完成初始静对准后(一般自动驾驶车辆使用GNSS RTK服务，初始对准位置和航向对准精度较高)，同时采集里程计和GNSS/IMU组合导航系统输出数据，并将整个行车路程划分为多小段，然后利用递推最小二乘法估计里程计刻度系数。该方法功能结构主要包括：FPGA时间同步模块、GNSS/IMU组合导航模块、标定数据处理模块。数据采集及标定操作步骤如下：
1)将自动驾驶车辆开至相对空旷环境，车辆上电，确保GNSS能正常进行RTK定位；
2)开启自动驾驶系统软件，GNSS/IMU组合导航系统进行初始静对准，待对准完成后，发动车辆，同时利用数据采集软件采集车载里程计位移增量(一般10Hz)和GNSS/IMU组合导航系统导航输出；
3)行程结束后，利用数据处理软件将里程计采样和组合导航系统输出进行精确的时间对齐。
本发明一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法，包括：
S100、初始静对准步骤，由GNSS/IMU组合导航系统完成初始静对准；
S200、行车路程划分步骤，利用轨迹相似性原理，将行车路程划分，分别计算里程计分段时间内脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段时间内的位移增量；
S300、标定步骤，通过递推最小二乘法，对里程计刻度系数进行标定。
如图3所示，并把行车路程分成N小段(如0.5s、1s时间间隔)，分别计算里程计N小段脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统N小段位移增量pi(i＝1,2,…,N)；其中，里程计N小段脉冲当量计算方法如下：
假设每小段从A点到B点里程计k个采样时间点上报脉冲数为εi(i＝1,2,…,k)，则里程计每小段的脉冲当量为：
Figure BDA0002712306450000071
相应地，行车路程N小段的脉冲当量分别为(t1,n1)、(t2,n2)、…、(tN,nN)；
从A点到B点GNSS/IMU组合导航系统j个采样时间点输出位置信息(纬度L、经度λ、高程h)，则组合导航系统每小段位移增量计算方法如下：
RM＝Re(1-2f+3f sin2Li)
RN＝Re(1+f sin2Li)
liE＝(RN+h)cos Ljsin(λi+1-λi)
liN＝(RM+h)sin(λi+1-λi)
liU＝hi+1-hi
Figure BDA0002712306450000072
Figure BDA0002712306450000073
其中，Li、λi、hi为第i个采样时间点，GNSS/IMU组合导航系统输出的车辆纬度、经度、海拔高度信息；liE、liN、liU为车辆在第i至第i+1采样时刻点的东向、北向、天向位移增量；pi,i+1为每小分段第i个采样点至第i+1采样点的位移增量；pl为第l个时间分段内的位移增量；RM、RN为地球子午圈和卯酉圈主曲率半径，Re＝6378137m，为地球半长轴，
Figure BDA0002712306450000074
为地球扁率，。相应地，行车N小段轨迹对应的GNSS/IMU的位移增量分别为(t1,p1)、(t2,p2)、…、(tN,pN)。
4)根据轨迹相似性原理，自动驾驶车辆N个小段里程计脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统N个小段的位移增量具有线性对应关系，利用递推最小二乘法，可得到：
Figure BDA0002712306450000081
本发明提出了一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法，在GNSS/IMU组合导航系统完成初始静对准后，利用轨迹相似性原理，将行车路程划分为N小段，分别计算里程计分段时间内脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段时间内的位移增量，再通过递推最小二乘法，可快速对于自动驾驶车辆的里程计刻度系数进行标定，此方法充分利用GNSS/IMU组合导航系统位置输出精度高、里程计位移增量输出低噪声特性(由于里程计采样间隔不固定，如果对位移增量直接求导得速度，会相应放大速度测量的噪声)，可快速对于自动驾驶车辆进行部署。同时，由于里程计刻度系数受到行车路况、环境温度、轮胎胎压等影响，需经常对里程计刻度系数进行再次标定，此种方法操作相对便捷，针对自动驾驶车辆，具有较高的实用性。
本发明利用FPGA时间同步模块实现自动驾驶车辆里程计数据采集(10Hz)和GNSS/IMU组合导航系统输出数据采集(50～100Hz)同步,能够充分利用GNSS/IMU组合导航系统位置输出精度高的优势，同时又降低采样时间不同步误差对里程计刻度系数标定的影响，能够充分保障刻度系数标定的精度，也方便自动驾驶车辆的快速部署；
本发明采用的行车路程分段方法，限于当前公开路况自动驾驶车辆行驶速度(≤60Km/h)，将每个间隔时间段(0.5s、1s)的行驶路程近似为直线处理，从而更接近真实路线的长度，可有效降低标定行车路线(直线、“8”字型、任意线路)对里程计刻度系数标定的影响；
本发明结合自动驾驶领域车辆高精度定位对位置精度要求高、姿态/方位精度要求相对较低的特点，仅针对里程计的刻度系数进行标定，而暂不考虑里程计相对惯性测量单元的安装误差角(里程计安装时，尽可能保证小安装误差角)，区别于传统的利用捷联惯性与卫星组合导航系统里程计标定方法，操作相对简捷，方便自动驾驶车辆系统部署；同时利用FPGA时间同步模块实现里程计数据采集和GNSS/IMU组合导航系统数据采集同步，减小了时间不同步对里程计标定的影响。但该方法仅适用于自动驾驶车辆的部署(定位精度要求10cm，姿态/航向精度2°)，不适合陆基通信指挥车、测绘车辆等对传统GNSS/IMU/ODO组合导航系统定位精度要求较高的场合。
机器可读存储介质作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的虚拟现实对象控制方法对应的程序指令/模块(所示的获取模块、第一确定模块、第二确定模块以及对象控制模块)。处理器通过检测存储在机器可读存储介质中的软件程序、指令以及模块，从而执行终端设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的虚拟现实对象控制方法，在此不再赘述。
机器可读存储介质可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，机器可读存储介质可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasablePROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(SynchronousDRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，DR RAM)。应注意，本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合发布节点的存储器。在一些实例中，机器可读存储介质可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至虚拟现实设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、虚拟现实设备或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、虚拟现实设备或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的虚拟现实设备、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法，其特征在于，包括：
初始静对准步骤，由GNSS/IMU组合导航系统完成初始静对准；
行车路程划分步骤，利用轨迹相似性原理，将行车路程划分，分别计算里程计分段时间内脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段时间内的位移增量；
标定步骤，通过递推最小二乘法，对里程计刻度系数进行标定。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法，其特征在于：行车路程划分步骤，将里程计采样和组合导航系统输出进行精确的时间对齐，并把行车路程分段，分别计算里程计分段时间内的脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段时间内的位移增量。
3.根据权利要求2所述的基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法，其特征在于：行车路程分成N小段，计算里程计N小段脉冲当量：假设每小段从A点到B点里程计k个采样时间点上报脉冲数为εi，i＝1,2,…,k，则里程计每小段的脉冲当量为：
Figure FDA0002712306440000011
相应地，行车路程N小段的脉冲当量分别为(t1,n1)、(t2,n2)、…、(tN,nN)。
4.根据权利要求3所述的基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法，其特征在于：从A点到B点GNSS/IMU组合导航系统j个采样时间点输出位置信息，即纬度L、经度λ、高程h，则组合导航系统每小段位移增量计算方法如下：
RM＝Re(1-2f+3fsin2Li)
RN＝Re(1+fsin2Li)
liE＝(RN+h)cosLjsin(λi+1-λi)
liN＝(RM+h)sin(λi+1-λi)
liU＝hi+1-hi
Figure FDA0002712306440000012
Figure FDA0002712306440000013
其中，Li、λi、hi为第i个采样时间点，GNSS/IMU组合导航系统输出的车辆纬度、经度、海拔高度信息；liE、liN、liU为车辆在第i至第i+1采样时刻点的东向、北向、天向位移增量；pi,i+1为每小分段内第i个采样点到第i+1采样点的位移增量；pl为第l个时间分段内的位移增量；RM、RN为地球子午圈和卯酉圈主曲率半径，Re＝6378137m，为地球半长轴，
Figure FDA0002712306440000021
为地球扁率，行车N小段轨迹对应的GNSS/IMU的位移增量分别为(t1,p1)、(t2,p2)、…、(tN,pN)。
5.根据权利要求1所述的基于FPGA时间同步的里程计快速标定方法，其特征在于，标定步骤：根据轨迹相似性原理，自动驾驶车辆N个小段里程计脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统N个小段的位移增量具有线性对应关系，利用递推最小二乘法，可得到：
Figure FDA0002712306440000022
6.一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定系统，其特征在于，包括：
初始静对准模块，由GNSS/IMU组合导航系统完成初始静对准；
行车路程划分模块，利用轨迹相似性原理，将行车路程划分，分别计算里程计分段时间内脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段时间内的位移增量；
标定模块，通过递推最小二乘法，对里程计刻度系数进行标定。
7.根据权利要求6所述的基于FPGA时间同步的里程计快速标定系统，其特征在于：行车路程划分模块，将里程计采样和组合导航系统输出进行精确的时间对齐，并把行车路程分段，分别计算里程计分段的脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统分段位移增量。
8.根据权利要求7所述的基于FPGA时间同步的里程计快速标定系统，其特征在于：行车路程分成N小段，计算里程计N小段脉冲当量：假设每小段从A点到B点里程计k个采样时间点上报脉冲数为εi，i＝1,2,…,k，则里程计每小段的脉冲当量为：
Figure FDA0002712306440000023
相应地，行车路程N小段的脉冲当量分别为(t1,n1)、(t2,n2)、…、(tN,nN)。
9.根据权利要求8所述的基于FPGA时间同步的里程计快速标定系统，其特征在于：从A点到B点GNSS/IMU组合导航系统j个采样时间点输出位置信息，即纬度L、经度λ、高程h，则组合导航系统每小段位移增量计算方法如下：
RM＝Re(1-2f+3fsin2Li)
RN＝Re(1+fsin2Li)
liE＝(RN+h)cosLjsin(λi+1-λi)
liN＝(RM+h)sin(λi+1-λi)
liU＝hi+1-hi
Figure FDA0002712306440000031
Figure FDA0002712306440000032
其中，Li、λi、hi为第i个采样时间点，GNSS/IMU组合导航系统输出的车辆纬度、经度、海拔高度信息；liE、liN、liU为车辆在第i至第i+1采样时刻点的东向、北向、天向位移增量；pi,i+1为每小分段内第i个采样点到第i+1采样点的位移增量；pl为第l个时间分段内的位移增量；RM、RN为地球子午圈和卯酉圈主曲率半径，Re＝6378137m，为地球半长轴，
Figure FDA0002712306440000033
为地球扁率，行车N小段轨迹对应的GNSS/IMU的位移增量分别为(t1,p1)、(t2,p2)、…、(tN,pN)。
10.根据权利要求6所述的基于FPGA时间同步的里程计快速标定系统，其特征在于，标定步骤：根据轨迹相似性原理，自动驾驶车辆N个小段里程计脉冲当量和GNSS/IMU组合导航系统N个小段的位移增量具有线性对应关系，利用递推最小二乘法，可得到：
Figure FDA0002712306440000034
11.一种基于FPGA时间同步的里程计快速标定系统，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，其特征在于；所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一所述的方法步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一所述的方法步骤。
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