CN116056966A - 扩展航位推算精度 - Google Patents

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CN116056966A CN202180057003.7A CN202180057003A CN116056966A CN 116056966 A CN116056966 A CN 116056966A CN 202180057003 A CN202180057003 A CN 202180057003A CN 116056966 A CN116056966 A CN 116056966A
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Abstract

提供了用于车辆导航的方法、系统、计算机可读介质和装置。一些配置包括计算在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态；基于来自车辆的惯性导航系统(INS)的测量数据，计算在第一历元之后的第二历元INS的姿态；基于所计算的INS的姿态和所计算的车辆的第一姿态，计算在第二历元车辆的第二姿态；将约束施加到所计算的车辆的第二姿态以产生车辆的更新的第二姿态；以及，基于车辆的更新的第二姿态来计算INS的更新姿态。描述了与道路车辆(例如汽车)使用相关的应用。

Description

扩展航位推算精度
技术领域
本公开的各方面涉及导航，包括车辆导航。
背景技术
惯性导航系统(INS)可以被用于跟踪物体相对于起点、速度和/或定向的定位、速度和/或定向。INS可以与全球导航卫星系统(GNSS)接收机结合使用，并且可以在GNSS信号不可用时被用于航位推算。
发明内容
根据本公开，一种车辆导航的示例方法可包括确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态。该方法还可以包括基于来自车辆的惯性导航系统(INS)的测量数据，确定在第一历元之后的第二历元INS的姿态。该方法还可以包括基于所确定的INS的姿态，确定在第二历元车辆的第二姿态。该方法还可以包括将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生车辆的更新的第二姿态，其中，施加约束限制了从第一历元到第二历元所确定的车辆的第二姿态的一个或多个方面的变化。该方法还可以包括基于车辆的更新的第二姿态，确定INS的更新的姿态。
根据本公开，一种用于车辆导航的示例设备可以包括惯性导航系统(INS)、存储器、与INS和存储器通信耦合的一个或多个处理器，其中，该一个或多个处理器被配置为确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态。该一个或多个处理器还可以被配置为基于来自车辆的惯性导航系统(INS)的测量数据，确定在第一历元之后的第二历元INS的姿态。该一个或多个处理器还可以被配置为基于所确定的INS的姿态来确定在第二历元车辆的第二姿态。该一个或多个处理器还可以被配置为将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生车辆的更新的第二姿态，其中，施加约束限制了从第一历元到第二历元所确定的车辆的第二姿态的一个或多个方面的变化。该一个或多个处理器还可以被配置为基于车辆的更新的第二姿态来确定INS的更新的姿态。
根据本公开，一种用于车辆导航的示例装置可以包括用于确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态的部件。该装置还可以包括用于基于来自惯性导航系统(INS)的测量数据来确定在第一历元之后的第二历元车辆的INS的姿态的部件。该装置还可以包括用于基于所确定的INS的姿态来确定在第二历元车辆的第二姿态的部件。该装置还可以包括用于将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生车辆的更新的第二姿态的部件，其中，施加约束限制了从第一历元到第二历元所确定的车辆的第二姿态的一个或多个方面的变化。该装置还可以包括用于基于车辆的更新的第二姿态来确定INS的更新的姿态的部件。
根据本公开，一种存储用于车辆导航的指令的示例性非暂时性计算机可读介质，该指令包括用于确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态的代码。该指令还可以包括用于基于来自惯性导航系统(INS)的测量数据来确定在第一历元之后的第二历元车辆的INS的姿态的代码。该指令还可以包括用于基于所确定的INS的姿态来确定在第二历元车辆的第二姿态的代码。该指令还可以包括用于将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生车辆的更新的第二姿态的代码，其中，施加约束限制了从第一历元到第二历元所确定的车辆的第二姿态的一个或多个方面的变化。该指令还可以包括用于基于车辆的更新的第二姿态来确定INS的更新的姿态的代码。
本发明内容既不意图识别所要求保护的主题的关键的或必要的特征，也不意图被孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。该主题应当通过参考本公开的整个说明书的适当的部分、任何的或所有的附图以及每个权利要求来理解。在以下说明书、权利要求和附图中，前述内容以及其他特征和示例将在下文更详细地说明。
附图说明
本公开的各方面通过示例来说明。在附图中，相似的附图标记指示相似元素。
图1示出INS机体框架、车辆机体框架以及参考(导航)框架之间的关系的示例；
图2A示出根据总体配置的用于车辆导航的方法200的流程图；
图2B示出坐标系的X、Y和Z轴线与围绕这些轴线中每一个的旋转之间的对应关系；
图3A示出根据总体配置的车辆导航的装置310的框图；
图3B示出包括惯性导航系统实现的图3A的装置实现的框图；
图4A-4C图示出围绕不同轴线的处于不同旋转程度的客车；
图5是包括图3A的装置实现的车辆的立体图；
图6图示出其中可以实现一个或多个实施例的示例计算机系统。
根据某些示例实施方式，在各种图中相似的参考符号指示相似的元素。此外，一个元素的多个实例可以通过在该元素的第一个数字后跟一个字母或连字符与第二个数字来表示。例如，元素110的多个实例可以表示为110-1、110-2、110-3等或110a、110b、110c等。当仅使用第一个数字提及这样的元素时，应理解为该元素的任意实例(例如，前面示例中的元素110将指代元素110-1、110-2和110-3或元素110a、110b和110c)。
具体实施方式
现在将参照附图描述几个说明性实施例，这些附图形成实施例的一部分。虽然下文描述了可实现本公开的一个或多个方面的特定实施例，但是在不脱离本公开或所附权利要求的范围的情况下，也可使用其他实施例并且可以进行各种修改。
如本文所描述的，卫星接收机(诸如全球导航卫星系统(GNSS)接收机)可以集成到包括电子设备或系统的移动设备中。这样的移动设备可以包括例如消费者、工业和/或商业电子设备、车辆、资产、船只等。如本文所描述的，对卫星接收机或者对将卫星接收机集成到其中的移动设备的位置估计可以被称为卫星接收机或无线设备的位置、位置估计、位置固联、固联、定位、定位估计或定位固联。而且，位置估计可以是大地测量的，因此为移动设备提供位置坐标(例如，纬度和经度)，该位置坐标可以包括或可以不包括海拔分量(例如，海平面以上的高度、地平面、楼平面或地基平面以上的高度或以下的深度)。在一些实施例中，卫星接收器和/或包括卫星接收器的移动设备的位置也可以表示为卫星接收器预期以某种概率或置信水平(例如，67％、95％等)位于其中的面积或体积(以大地测量或以城市形式定义)，除非另有指示，否则术语位置的使用可以包括这些变体中的任一种。当计算卫星接收器的位置时，此类运算可以求解本地X、Y和可能的Z坐标，然后，如果需要，将坐标从一种坐标系转换到另一种坐标系。
惯性导航系统(INS)是一种相对定位系统，其被用于跟踪物体相对于起点、速度和/或定向的位置、速度和定向。具体而言，INS指示相对于机体框架的运动(也称为“机体坐标系”)，通常通过提供参照机体框架的轴线的角运动速率和加速度。这种相对运动的指示可被用于通过航位推算(DR)进行车辆导航(例如，位置估计、驾驶辅助和/或自动化)。如图1所示，车辆框架110(INS位于其中的车辆的机体框架)相对于INS框架120(INS的机体框架)的定向可以表达为从INS框架120到车辆框架110的旋转矩阵
Figure BDA0004113405630000041
(也称为方向余弦矩阵或DCM)，如箭头125所图示的。在将INS不可移动地固定到车辆上或以其他方式相对于车辆被保持成固联定位的情况下，该定向是恒定的。车辆框架110的原点可被确定为与车辆的重心重合。
INS定位、速度和/或定向的变化基于由INS的惯性测量单元(IMU)所提供的测量结果。IMU通常被实现为包括陀螺仪，该陀螺仪测量围绕至少一个轴线的旋转速率(通常，围绕IMU的机体框架的三个正交轴线中每一个旋转的速率)。这样的陀螺仪可以是例如微电子机械系统(MEMS)陀螺仪。作为示例而非限制，MEMS陀螺仪可以是振动质量陀螺仪、振动结构陀螺仪、音叉陀螺仪、振动环陀螺仪、压电板陀螺仪或其任何组合。
IMU还可以包括加速计，该加速计测量沿着至少一个轴线的加速度速率(通常，沿着IMU的机体框架的三个正交轴线中每一个的加速度速率)。这样的加速度计可以是例如MEMS加速度计。作为示例而非限制，MEMS加速计可由电容性、可变电容性、电感性、压电性或压阻性组件或其任何组合构成。
IMU测量结果受到白噪声和偏差的影响，这些噪声和偏差可能随时间和温度而改变。对偏差进行估计(例如，使用卡尔曼滤波)，并且从IMU测量结果中去除(例如，减去)该估计偏差，以获得角速率和加速度的校正测量结果。这些校正测量结果可以被用于例如通过在每个测量/估计周期(称为历元)更新或“传播”定位状态、速度状态以及姿态状态来机械化定位、速度和设备姿态。历元可以以定位估计所基于的基础测量的速率和/或以卡尔曼滤波器或其他估计引擎正在操作的速率而周期性地重复。根据一些实施例，这可以每秒周期性地发生。取决于期望的功能和/或其他因素，其他实施例中的历元可以具有更长的或更短的周期性。
归因于例如积分、量化误差、偏差估计误差和/或噪声建模，偏差校正的IMU测量仍可能受到误差的侵染。在某种程度上，测量误差可以通过施加非完整约束来限制：例如，运动中的车辆必须在路面边界内；它必须是在前进而不是后退；它的定位不能突然向一侧或者向上或向下滑动。然而，一般而言，来自全球导航卫星系统(GNSS)接收器的测量结果可以被用于将传感器偏置校正到足以支持DR继续导航的程度。
GNSS是一种绝对定位系统，其被用于指示GNSS接收器在空间中的定位。GNSS的示例包括美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)、欧盟的伽利略系统以及中国的北斗系统。如图1所示，用于指示GNSS接收机的定位的导航框架130是世界参考框架，其可以是例如地球中心地球固联(ECEF)坐标系、东北上(ENU)坐标系或者北东下(NED)坐标系。
GNSS测量结果可以被用于通过传感器融合来校正基于INS的姿态和PVT(定位、速度和时间)估计。例如，GNSS测量结果可以被用于校正基于INS的姿态、定位和速度状态。然而，当GNSS信号劣化(例如，由于多径)或否则不可用(例如，归因于卫星的不可观测性，诸如当车辆在隧道中时)时，未校正的INS误差累积并造成姿态随时间漂移。这样的姿态误差可能造成DR性能不佳(例如，定位、速度和/或航向误差)。作为姿态漂移的一个结果，例如，重力分量(如由IMU的加速计测量的)可能开始漏入到其他轴线中，造成速度和/或位置估计的侵染。
各实施例通过基于已知道路条件和/或其他信息施加约束来修改所计算出的车辆姿态的侧倾、俯仰和/或偏航角，以帮助缓解姿态漂移，从而解决了这些和其他问题。可以期望在GNSS劣化和/或不可用的周期期间获得改进的DR性能。
现在将参照附图描述几个说明性配置，这些附图形成配置的一部分。虽然下文描述了可实现本公开的一个或多个方面的特定配置，但是在不脱离本公开的范围或所附权利要求的精神的情况下，也可使用其他配置并且可以进行各种修改。
尽管本文所讨论的特定示例主要涉及乘用车辆，但应理解，所公开的原理、方法和装置更总体涉及机动道路车辆，包括货运车辆(例如，卡车、牵引拖车)、摩托车和公共运输车辆(例如公共汽车)，并且也适用于其他地面车辆(包括例如农用车辆)，并且这些原理在这样的场合中使用是专门考虑并在此公开的。
图2A示出了根据包括操作210、220、230、240和250的总体配置的用于车辆导航的方法200的流程图。用于执行方法200的一个或多个操作的部件可以包括例如可以集成到车辆或其他移动设备中的计算机系统的软件和/或硬件组件。这样的计算机系统的示例硬件和/或软件组件在图6中示出并在下文中进行描述。
在操作210处，方法200包括确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态。第一参考框架可以包括例如ECEF、ENU或NED坐标系，如图1所示。同样，历元的速率或周期可以根据期望的功能而改变。在一个示例中，第二历元是第一历元(例如，在GNSS时间中)之后的一秒(1秒)，但在其他实现中，第一与第二历元之间的周期可以更大(例如，2s、2.5s、3s、4s或5s等)或更小(例如，100ms、50ms、20ms或10ms等)。连续历元之间的时间长度可以例如通过操作卡尔曼滤波器以用于IMU偏置估计的频率来确定。在一些情况下，连续历元之间的时间长度可以少至5ms(例如，对于卡尔曼滤波器频率为200赫兹)并且/或者可以随时间改变。
操作210可以被实现为基于在第一历元车辆的INS关于参考框架的姿态来确定车辆的第一姿态。例如，可以执行操作210，以根据以下矩阵乘法表达式确定在第一历元(t–1)车辆关于导航框架
Figure BDA0004113405630000061
(由图1的箭头135所示)的第一姿态：
Figure BDA0004113405630000062
其中
Figure BDA0004113405630000063
代表如上所述的车辆的机体框架相对于INS框架的定向(例如，由图1的箭头125表示)，
Figure BDA0004113405630000064
代表在第一历元INS关于参考(导航)框架的姿态，如图1中的箭头140所示。
在操作220处，可以基于来自车辆的INS的测量数据来确定在第一历元之后的第二历元INS的姿态(例如，相对于参考框架的姿态)。操作220可以被实现为基于在第一历元INS的姿态来计算在第二历元INS的姿态。例如，操作220可以被实现为通过根据以下矩阵乘法表达式传播在第一历元(t–1)INS的姿态来确定在第二历元(t)INS的姿态：
Figure BDA0004113405630000071
其中
Figure BDA0004113405630000072
指示从第一历元到第二历元INS姿态的相对变化，如测量数据所示的，且
Figure BDA0004113405630000073
是
Figure BDA0004113405630000074
的转置。
来自INS的测量数据可以基于来自INS的至少一个陀螺仪的数据。例如，测量数据可以指示围绕INS的陀螺仪的至少一个轴线的旋转速率。在一个示例中，
Figure BDA0004113405630000075
是通过将矢量ωgyro转换为DCM形式而获得的旋转矩阵，其中ωgyro代表角速度矢量，其分量表示从第一历元到第二历元围绕INS机体框架的三个轴线中的每一个轴线的旋转速率。
作为DCM形式的一种替代，操作220可以被实现为以四元数形式确定在第二历元INS的姿态。例如，操作220可以被实现为通过根据以下四元数乘法表达式传播在第一历元(t–1)INS的姿态，以确定在第二历元(t)INS的姿态：
Figure BDA0004113405630000076
其中
Figure BDA0004113405630000077
是状态转移矩阵，其可以根据矢量ωgyro＝[ωxωyωz]T和采样周期Ts(即第一和第二个周期之间的时间)获得，如下所示：
Figure BDA0004113405630000078
以四元数形式而非DCM形式传播INS姿态可以在例如降低计算复杂性方面具有优势，尽管仍可能需要将传播的INS姿态转换为DCM形式来计算车辆姿态。在另一示例中，操作220可以被实现为以罗德里格斯矢量形式计算在第二历元INS的姿态。在这些各种形式(例如DCM、四元数、欧拉角、罗德里格斯矢量格式)之间转换姿态表示是本领域公知的。
基于确定INS的姿态，操作230包括确定在第二历元车辆的第二姿态。例如，操作230可以被实现为根据以下矩阵乘法表达式计算INS在第二历元(t)相对于参考框架的姿态：
Figure BDA0004113405630000081
其中
Figure BDA0004113405630000082
(代表在第二历元INS关于参考(导航)框架的姿态)是
Figure BDA0004113405630000083
的转置。
在操作240处，功能性包括将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生车辆的更新的第二姿态，其中施加该约束限制了从第一历元到第二历元所确定的车辆的姿态的一个或多个方面的变化。例如，操作240可以被实现为从第一历元到第二历元对所确定的车辆姿态围绕车辆的机体框架的对应轴线的旋转施加约束。
图2B示出了坐标系的X、Y和Z轴与被定义为围绕这些轴线中的每一个旋转的运动之间的对应关系。如图2B所示，侧倾260被定义为围绕X轴的旋转，俯仰270被定义为绕Y轴的旋转，以及偏航280被定义为围绕Z轴的旋转。图4A在侧视图中图示出在围绕Y轴的不同旋转410-1、410-2和410-3(即，不同的俯仰角)下的客车，图4B在俯视图中图示出在围绕Z轴的不同旋转420-1、420-2和420-3(即，不同的偏航角)下的客车，以及图4C在后视图中图示出在围绕X轴的不同旋转430-1、430-2和430-3(即，不同的偏航角)下的客车，其中机体框架的X、Y和Z轴如图1所示。
操作240可以被实现为通过修改第二历元所确定的车辆姿态的侧倾角、俯仰角以及偏航角中的一个或多个来施加约束。例如，操作240可以被实现为约束从第一历元到第二历元所确定的车辆姿态的侧倾角、俯仰角和偏航角中的一个或多个的变化。由于道路设计的性质，可以假设未处于转弯中的车辆不会发生侧倾角的变化。对于在从第一历元到第二历元车辆未处于转弯中的情况(例如，从第一历元到第二历元所确定的车辆姿态的侧倾角的变化小于阈值的情况)，可能期望通过约束从第一历元到第二历元的侧倾角的变化来约束所确定的车辆姿态。这样对操作240的实现可以包括以下操作序列：
1)将所确定的第一历元车辆姿态转换为侧倾角、俯仰角和偏航角(也称为“欧拉角”)，并将所确定的第二历元车辆姿态转换为侧倾角、俯仰角和偏航角；
2)如果满足车辆姿态的偏航角的条件(例如，如果第一与第二历元之间的偏航角的绝对变化小于(或不超过)阈值)，则约束在第二历元车辆姿态的侧倾角(例如，通过将在第二历元车辆姿态的侧倾角设置为等于在第一历元车辆姿态的侧倾角度)；以及
3)如果在第二历元车辆姿态的侧倾角被约束，则将在第二历元的车辆姿态(即，其中侧倾角已经被约束)转换回例如DCM形式。
另外地或可替代地，操作240可以被实现为基于其他信息对所确定的车辆的第二姿态施加约束。例如，可以假设车辆俯仰角的变化将等于路面倾斜角的变化。在一种这样的情况下，操作240被实现为使用指示路面倾斜角的地图数据来约束从第一历元到第二历元车辆俯仰角的变化(例如，等于所指示的倾斜角)。
基于车辆的更新的第二姿态，操作250包括确定INS的更新姿态。例如，操作250可以被实现以根据以下矩阵乘法表达式确定在第二历元(t)INS相对于参考框架的更新姿态：
Figure BDA0004113405630000091
其中
Figure BDA0004113405630000092
是
Figure BDA0004113405630000093
的转置，撇号代表转置操作。
方法200可以在航位推算周期的期间的每一个连续历元迭代。尽管本文讨论了用于IMU传感器偏置校正的GNSS-INS融合作为航位推算的背景，但其他传感器测量也可以被用于IMU传感器偏置校正。作为GNSS测量的补充或替代，例如，可以使用来自一个或多个SONAR传感器、雷达传感器、激光雷达传感器和/或摄像机(例如，可见光和/或红外)的测量来执行传感器融合。在一个示例中，来自一个或多个摄像机的测量与INS测量一起使用，以通过视觉惯性测程法来确定车辆定位和定向。当来自这样的其他传感器的测量劣化或不可用时(例如，在下雪的道路上没有要跟踪的视觉特征)，可以根据本文所描述的姿态约束原则来激活航位推算。例如，可以响应于这种航位推算的激活来执行方法200的实例。
根据期望的功能，方法200可以包括一个或多个附加功能。例如，根据一些实施例，方法200可以还包括提供INS的更新姿态。根据一些实施例，提供INS的更新姿态将指示更新姿态的数据提供给软件应用、操作系统、用户界面、车辆系统或远程设备或其组合。
图3A示出了根据总体配置的用于车辆导航的设备310的框图，该总体配置包括被耦合到惯性导航系统(INS)330的处理器320。惯性导航系统330可以包括测量围绕至少一个轴线的旋转速率的陀螺仪。这样的陀螺仪可以是例如微机电系统(MEMS)陀螺仪。作为示例而非限制，MEMS陀螺仪可以是振动质量陀螺仪、振动结构陀螺仪、音叉陀螺仪、振动环陀螺仪、压电板陀螺仪或其任何组合。惯性导航系统330还可以包括测量沿着至少一个轴线的加速度速率的加速计。这样的加速度计可以是例如MEMS加速度计。作为示例而非限制，MEMS加速计可由电容性、可变电容性、电感性、压电性或压阻性组件或其任何组合构成。如本文所描述的，330的陀螺仪和/或加速计可以是330的IMU的一部分。处理器320(例如，一个或多个处理器)被配置为执行计算机可执行指令以计算在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态；基于来自INS 330的测量数据，以计算在第一历元之后的第二历元INS330的姿态；基于所计算的INS 330的姿态和所计算的车辆的第一姿态，以计算在第二历元车辆的第二姿态；将约束施加到所计算的车辆的第二姿态以产生该车辆的更新的第二姿态；以及，基于车辆的更新的计算姿态以计算INS330的更新姿态。INS 330可以在一个或多个基板上实现，并且处理器320可以至少部分地在与INS 330的至少一部分相同的基板上和/或在另一基板上实现。例如，INS 330的姿态的计算(或“传播”)可以由处理器320的一部分执行，该处理器320与INS 330的至少一部分在同一基板上实现。
图3B示出了装置310的实现340的框图，实现340包括INS 330的实现350，其中INS350包括IMU 360(例如，如本文所述的IMU的实例)。惯性测量单元360可以被实现为包括陀螺仪，该陀螺仪测量围绕至少一个轴线的旋转速率(典型地，围绕IMU的机体框架的三个正交的轴线中的每一个的旋转速率)。这样的陀螺仪可以是例如微机电系统(MEMS)陀螺仪。作为示例而非限制，MEMS陀螺仪可以是振动质量陀螺仪、振动结构陀螺仪、音叉陀螺仪、振动环陀螺仪、压电板陀螺仪或其任何组合。惯性测量单元360还可以包括加速计，其测量沿着至少一个轴线的加速度速率(典型地，沿着IMU的机体框架的三个正交的轴线中的每一个的加速度速率)。这样的加速度计可以是例如MEMS加速度计。作为示例而非限制，MEMS加速计可由电容性、可变电容性、电感性、压电性或压阻性组件或其任何组合构成。
装置310(例如，装置340)可以被安装在包括一个或多个其他传感器的车辆中，这些传感器可以支持车辆自动化。图5是这样的车辆500的立体图，其包括INS 330的实例(未示出)，INS 330可以是如本文所述的350的实例。车辆500可以包括一个或多个摄像机，诸如安装在后视镜上的摄像机506、安装在前挡泥板上的摄像机(未示出)、安装在侧视镜上的摄像机(未示)以及后部摄像机(未显示，但通常在行李箱、舱口或后保险杠上)。车辆500还可以具有激光雷达504，以用于检测物体和测量到这些物体的距离；激光雷达504经常被安装在车顶，然而，如果存在多个激光雷达单元504，则它们可以被定向成环绕车辆的前部、后部和侧面。车辆500可以具有其他各种位置相关系统，诸如GNSS接收器(如图所示，通常位于车顶后部的鲨鱼鳍单元中)、各种无线通信接口(诸如WAN、无线局域网(WLAN)、车辆到万物(V2X)；通常但不一定位于车辆顶部的鲨鱼鳍中)、雷达508(通常位于前保险杠中)和声纳510(如果存在的话，通常位于车辆两侧)。还可以存在各种车轮传感器512(例如，车轮滴答声传感器)和驱动系传感器，例如轮胎压力传感器、加速计、陀螺仪和车轮旋转检测和/或计数器。在一个实施例中，经由各种传感器(诸如激光雷达、雷达、摄像机、GNSS以及声纳等)确定的距离测量结果和相对位置可以与汽车尺寸和形状信息以及关于传感器位置的信息相结合，以确定不同车辆表面之间的距离和相对位置，使得从传感器到另一车辆或在两个不同传感器(诸如两个GNSS接收器)之间的距离或矢量增量地增加，以计入传感器在每一个车辆上的位置。因此，可以期望基于例如各种汽车表面相对于GNSS接收器的相对位置来修改两个GNSS接收器之间的精确GNSS距离和矢量。应当认识到，该列表并非意图进行限制，并且图5旨在提供包括装置310的实例(例如装置340的实例)的车辆的实施例中各种传感器的示例性位置。
图6图示出可以与装置310和/或340的一个或多个电子组件(例如，INS 330(或350)、处理器320)一起使用和/或合并的示例计算机系统600。在某些实施例中，计算机系统600被部署在车辆(例如，车辆500)中。应当注意，图6仅意味着提供各种组件的总体化说明，其中任何或所有组件都可以适当地使用。因此，图6概括地图示出各单独的系统元件如何以相对分离或相对更为集成的方式来实现。
如图6所绘，计算机系统600可包括可以经由总线605(或其他有线和/或无线通信基础设施，视情况而定)被通信耦合的硬件元件。硬件元件可以包括一个或多个处理器610，其可以包括但不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(诸如数字信号处理器(DSP)、图形加速处理器、专用集成电路(ASIC)等)。处理器610可以执行车辆导航处理，包括例如估计定位、速度和/或姿态。处理器320可以全部或部分地在处理器610内实现。
计算机系统600可以包括一个或多个输入设备615，其可以包括但不限于触摸屏、键盘、触摸板、摄像机、麦克风和/或其他用户输入设备、地图数据(例如，地图数据619)等；以及，一个或多个输出设备627，其可以包括但不限于显示设备、扬声器等。
计算机系统600还可以包括无线通信接口630，其可以包括但不限于网卡、红外通信设备、无线通信接口633和/或芯片组(诸如
Figure BDA0004113405630000121
设备、电气与电子工程师协会(IEEE)802.11设备或蜂窝通信设施)等，这可以使计算机系统600能够与外部计算机系统或电子设备通信。该通信可以经由发送和/或接收无线信号的一个或多个无线通信天线(未示出)来执行。
输入设备615还可以包括一个或多个传感器。这样的传感器可以包括但不限于以下一个或多个实例：INS 616(例如，INS 330和/或INS 350(包括例如加速计、陀螺仪和/或IMU(例如，IMU 360)))、雷达608(例如雷达508)、摄像机606(例如摄像机506)、磁力计、激光雷达604(例如激光雷达单元504)、高度计、麦克风、超声波传感器、光传感器、车轮传感器612(例如，车轮传感器512)等，其中一些可以被用于补充和/或促进本文所描述的导航相关处理。
计算机系统600还可以包括GNSS接收器602(例如，作为图5的接收器502的一部分被包括的)，其可操作以使用天线从一个或多个GNSS卫星接收信号。信号可被用于补充和/或合并本文所述的技术(例如，校正INS状态，诸如定位状态、速度状态和/或姿态状态)。在某些实施例中，GNSS信号可以被用于确定计算机系统600的地理位置，例如用于在车辆导航中使用。
计算机系统600还可以包括和/或与其通信的存储器635(例如，短期工作存储器)和一个或多个存储设备625(例如，长期数据存储器)。存储器635和/或一个或多个存储设备625可以包括但不限于本地和/或网络可接入存储器、磁盘驱动器、驱动器阵列、光学存储设备、固态存储设备，诸如随机存取存储器(“RAM”)和/或只读存储器(“ROM”)，其可以是可编程的、可闪存更新的等。这种存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储，包括但不限于各种文件系统、数据库结构等。在某些实施例中，存储器635可以存储包括用于发送波形的参数的码本。
存储器635可以包括存储可由计算机系统600的一个或多个处理器(例如，处理器610)来执行的指令的非暂时性计算机可读介质。这样的指令可以被存储为程序代码，例如操作系统640、设备驱动程序、可执行库或其他应用程序645。被存储在存储器635中的指令可以被配置为使得处理器执行本文所描述的雷达相关处理。仅作为示例，关于上文所讨论的图2A的方法200描述的一个或多个规程可以被实现为可由处理器610执行的代码和/或指令。在一个方面中，然后，这样的代码和/或指令可以被用于配置和/或适配通用计算机(或其他计算设备)以根据本文所描述的技术来执行一个或多个操作。
对于本领域技术人员来说，可以根据具体需求做出实质性改变。例如，还可以使用定制的硬件，和/或可以在硬件、软件(包括便携式软件，诸如小程序等)或两者中实现特定元件。此外，到其他计算设备(诸如网络输入/输出设备)的连接可以被采用。
除非其上下文明确限制，否则本文使用术语“信号”指示其任何普遍含义，包括在导线、总线或其他传输介质上表示的存储位置(或存储位置集)的状态。除非其上下文明确限制，否则本文使用术语“生成”指示其任何普遍含义，诸如计算或以其他方式产生。除非上下文明确限制，否则本文使用术语“计算”来指示其任何普遍含义，诸如计算、评估、估计和/或从多个值中选择。除非上下文明确限制，否则术语“获得”用于指示其任何普遍含义，诸如计算、导出、接收(例如，从外部设备)和/或检索(例如，存储元件阵列)。除非上下文明确限制，否则术语“选择”用于指示其任何普遍含义，诸如识别、指示、施加和/或使用两个或更多个的集合中的至少一个，而不是全部。除非上下文明确限制，否则术语“确定”用于指示其任何普遍含义，诸如决定、确定、总结、计算、选择和/或评估。在本说明书和权利要求中使用术语“包括”的情况下，其不排除其他元素或操作。术语“基于”(如“A基于B”)被用于指示其任何普遍含义，包括以下情况：(i)“源自”(例如，“B是A的前体”)，(ii)“基于至少”(例如“A基于至少B”)，以及(iii)“等于”(如，“A等于B”)。类似地，术语“响应于”被用于指示其任何普遍含义，包括“响应于至少”。除非另有说明，否则术语“A、B和C中的至少一个”、“A、C和B中的一个或多个”、“A、B和C当中的至少一个”以及“A、B和C当中的一个或多个”指示“A和/或B和/或C”。除非另有说明，术语“A、B和C中的每一个”以及“A、B和C当中的每一个”表示“A和B和C”
除非另有说明，否则对具有特定特征的装置的操作的任何公开还明确意图公开具有类似特征的方法(反之亦然)，并且对根据特定配置的装置的操作的任何公开也明确意图公开根据类似配置的方法(反之亦然)。术语“配置”可以被用于参考由其特定上下文指示的方法、装置和/或系统。除非特定上下文另有指示，否则术语“方法”、“过程”、“规程”和“技术”可以通用和互换地使用。具有多个子任务的“任务”也是一种方法。术语“装置”和“设备”也可以通用和互换地使用，除非特定上下文另有说明。术语“元件”和“模块”通常用于表示更大配置的一部分。除非受到上下文的明确限制，否则术语“系统”在本文中被用于指示任何其普遍含义，包括“为共同目的而相互作用的一组元素”。
除非最初由定冠词引入，否则用于修改权利要求元素的序数词(例如，“第一”、“第二”、“第三”等)本身并不指示权利要求元素相对于另一个的优先权或顺序，而只是将权利要求元素与具有相同名称(但使用序数词)的另一个权利要求元素区分开来。除非其上下文明确限制，否则本文使用术语“多个”和“集合”中的每一者来指示大于一的整数。
如本文所公开的装置或系统的实现的各种元件可以被实施为硬件与软件和/或与固件的任何组合，这种组合被认为适合于预期应用。例如，这样的元件可以被制造为例如驻留在同一芯片上或芯片组中的两个或多个芯片当中的电子和/或光学器件。这种器件的一个示例是逻辑元件(诸如晶体管或逻辑门)的固定或可编程阵列，并且这些元件中的任何一个可以被实现为一个或多个这样的阵列。这些元件中的任意两个或更多个或甚至全部都可以在同一个阵列或多个阵列中实现。可以将这样的一个或多个阵列实现在一个或多个芯片内(例如，在包括两个或更多个芯片的芯片组内)。
如本文所公开的处理器或用于处理的其他部件可以被制造为例如驻留在同一芯片上或芯片组中的两个或更多芯片当中的一个或多个电子和/或光学器件。这样的器件的一个示例是逻辑元件(诸如晶体管或逻辑门)的固定或可编程阵列，并且这些元件中的任何一个可以被实现为一个或多个这样的阵列。这样的阵列或多个阵列可以在一个或多个芯片内实现(例如，在包括两个或更多个芯片的芯片组内)。这样的阵列的示例包括逻辑元件(诸如微处理器、嵌入式处理器、知识产权(IP)核、DSP(数字信号处理器)、FPGA(现场可编程门阵列)、ASSP(专用标准产品)以及ASIC(专用集成电路))的固定或可编程阵列。如本文所公开的处理器或用于处理的其他部件也可以被实施为一个或多个计算机(例如，包括被编程为执行一个或多个指令集合或序列的一个或多个阵列的机器)或其他处理器。可以将如本文所描述的处理器用于执行操作或执行与方法200(或如参考本文所述设备或系统的操作所公开的另一方法)的实现的规程不直接相关的其他指令集(诸如与将处理器嵌入其中的设备或系统的另一操作相关的操作)。还可以在一个或多个其他处理器的控制下执行本文所公开的方法的一部分。
本文所公开的方法的每一个操作可以直接实施在硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合中。在如本文所公开的方法的实现的典型应用中，逻辑元件(例如，逻辑门)阵列被配置为执行该方法的各种操作中的一个、多于一个或甚至全部。这些操作中的一个或多个(可能全部)也可以被实现为在计算机程序产品(例如一个或多个数据存储介质(诸如磁盘、闪存或其他非易失性存储卡、半导体存储芯片等))中实施的代码(例如，一个或多个指令集)，计算机程序产品可由包括逻辑元件(例如，处理器、微处理器、微控制器或其他有限状态机器)阵列的机器(例如，计算机)来读取和/或执行。本文所公开的方法的实现的操作也可以由多于一个这样的阵列或机器来执行。
在一个或多个示例性实施例中，本文所描述的操作可以在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则这些操作可以作为一个或多个指令或代码被存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质传输。术语“计算机可读介质”包括计算机可读存储介质和通信(例如传输)介质。作为示例而非限制，计算机可读存储介质可以包括存储元件阵列，诸如半导体存储器(其可以包括但不限于动态或静态RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和/或闪存RAM)，或铁电、磁阻、卵形、聚合物或相变存储器；光盘只读存储器(CD-ROM)或其他光盘存储器；和/或磁盘存储或其他磁存储设备。这样的存储介质可以以计算机可以访问的指令或数据结构的形式来存储信息。通信介质可以包括可以被用于以指令或数据结构的形式携带期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何介质，包括便于将计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何介质。此外，任何连接都适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订阅用户线(DSL)或诸如红外、无线电和/或微波的无线技术从网站、服务器或其他远程源发送软件，则在介质的定义中包含同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或诸如红外、无线电和/或微波的无线技术。如本文所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘TM(加利福尼亚州环球城蓝光光盘组织)，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘则利用激光以光学方式再现数据。上文内容的组合也应该被包括在计算机可读介质的范围内。
在一个示例中，非暂时性计算机可读存储介质包括代码，该代码在由至少一个处理器执行时使得至少一个控制器执行本文所描述的车辆导航的方法。
上述说明被提供以使本领域技术人员能够制作或使用所公开的实现。对这些实现的各种修改对于那些本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文所定义的原理可以被应用于其他实现。因此，本公开并不意图局限于本文所示的实现，而是应给予与以下权利要求所定义的原理和新颖特征一致的最广泛的范围。
基于本说明内容，实施例可以包括特征的不同组合。实现方式示例在以下编号条款中进行了描述：
条款1.一种车辆导航的方法，该方法包括：确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态；基于来自车辆的惯性导航系统(INS)的测量数据，确定在第一历元之后的第二历元INS的姿态；基于所确定的INS的姿态，确定在第二历元车辆的第二姿态；将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生车辆的更新的第二姿态，其中，施加约束限制了从第一历元到第二历元所确定的车辆第二姿态的一个或多个方面的变化；以及，基于车辆的更新的第二姿态确定INS的更新姿态。
条款2.根据条款1所述的方法，其中，确定车辆的第一姿态至少部分地基于：在第一历元关于参考框架INS的姿态，或者，相对于车辆的机体框架INS的机体框架的定向，或者其组合。
条款3.根据条款1-2中任一项所述的方法，其中，测量数据指示围绕INS的陀螺仪的至少一个轴线的旋转速率。
条款4.根据条款1-3中任一项的方法，其中，在第二历元INS的姿态是关于参考框架的姿态。
条款5.根据条款1-4中任一项所述的方法，其中，在第二历元INS的姿态基在第一历元于INS的姿态。
条款6.根据条款1-5中任一项所述的方法，其中，施加约束包括检测车辆姿态的偏航角的条件。
条款7.根据条款1-6中任一项所述的方法，其中，施加约束包括修改所确定的车辆第二姿态的侧倾角。
条款8.根据条款1-7中任一项所述的方法，其中，所述方法在对车辆进行航位推算的周期期间被执行。
条款9.根据条款1-8中任一项所述的方法，还包括提供INS的更新姿态。
条款10.根据条款9所述的方法，其中，提供INS的更新姿态包括将指示更新姿态的数据提供给软件应用程序、操作系统、用户界面、车辆系统或远程设备或者其组合。
条款11.一种用于车辆导航的设备，该设备包括：惯性导航系统(INS)；存储器；以及与INS和存储器通信地耦合的一个或多个处理器，其中，该一个或多个处理器被配置为：确定在第一历元关于参考框架车辆的第一姿态；基于来自车辆的惯性导航系统(INS)的测量数据，确定在第一历元之后的第二历元INS的姿态；基于所确定的INS的姿态确定在第二历元车辆的第二姿态；将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生车辆的更新的第二姿态，其中施加约束限制了从第一历元到第二历元所确定的车辆第二姿态的一个或多个方面的变化；以及，基于车辆的更新的第二姿态确定INS的更新姿态。
条款12.根据条款11所述的设备，其中，该一个或多个处理器被配置为至少部分地基于：在第一历元INS关于参考框架的姿态，或相对于车辆的机体框架INS的机体框架的定向或者其组合，来确定车辆的第一姿态。
条款13.根据条款11-12中任一项所述的设备，其中，INS被配置为在测量数据中包括围绕INS的陀螺仪的至少一个轴线的旋转速率。
条款14.根据条款11-13中任一项所述的设备，其中，为了确定在第二历元INS的姿态，该一个或多个处理器被配置为确定关于参考框架的姿态。
条款15.根据条款11-14中任一项所述的设备，其中，该一个或多个处理器被配置为基于在第一历元INS的姿态来确定在第二历元INS的姿态。
条款16.根据条款11-15中任一项所述的设备，其中，为了施加约束，该一个或多个处理器被配置为检测车辆姿态的偏航角条件。
条款17.根据条款11-16中任一项所述的设备，其中，为了施加约束，该一个或多个处理器被配置为修改所确定的车辆的第二姿态的侧倾角。
条款18.根据条款11-17中任一项所述的设备，其中，该一个或多个处理器被配置为在对车辆进行航位推算的周期期间确定INS的更新姿态。
条款19.根据条款11-18中任一项所述的设备，其中，该一个或多个处理器还被配置为提供INS的更新姿态。
条款20.根据条款19所述的设备，其中，为了提供INS的更新姿态，该一个或多个处理器被配置为将指示更新姿态的数据提供给软件应用程序、操作系统、用户界面、车辆系统或远程设备或其组合。
条款21.一种用于车辆导航的装置，该装置包括：用于确定在第一历元关于参考框架车辆的第一姿态的部件；用于基于来自惯性导航系统(INS)的测量数据来确定在第一历元之后的第二历元车辆的姿态的部件；用于基于所确定的INS的姿态来确定在第二历元车辆的第二姿态的部件；用于将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生车辆的更新的第二姿态的部件，其中，施加约束限制了从第一历元到第二历元所确定的车辆第二姿态的一个或多个方面的变化；以及，用于基于车辆的更新的第二姿态来确定INS的更新姿态的部件。
条款22.根据条款21所述的装置，其中，用于确定车辆的第一姿态的部件包括用于至少部分地基于以下因素来确定车辆的第二姿态的部件：在第一历元关于参考框架INS的姿态，或相对于车辆的机体框架INS的机体框架的定向，或其组合。
条款23.根据条款21-22中任一项所述的装置，其中，用于确定在第二历元INS的姿态的部件包括用于确定关于参考框架的姿态的部件。
条款24.根据条款21-23中任一项所述的装置，其中，用于确定在第二历元INS的姿态的部件包括用于基于在第一历元INS的姿态来确定在第二历元INS的姿态的部件。
条款25.根据条款21-24中任一项所述的装置，其中，用于施加约束的部件包括用于检测车辆姿态的偏航角的条件的部件。
条款26.根据条款21-25中任一项所述的装置，其中，用于施加约束的部件包括用于修改所确定的车辆的第二姿态的侧倾角的部件。
条款27.根据条款21-26中任一项所述的装置，还包括用于提供INS的更新姿态的部件。
条款28.条款27的装置，其中，用于提供INS的更新姿态的部件包括用于将指示更新姿态的数据的部件提供给软件应用程序、操作系统、用户界面、车辆系统或远程设备或其组合。
条款29.一种存储用于车辆导航的指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令包括用于：确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态的代码；基于来自惯性导航系统(INS)的测量数据，确定在第一历元之后的第二历元车辆的姿态；基于所确定的INS的姿态，确定在第二历元车辆的第二姿态；将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生车辆的更新的第二姿态，其中，施加约束限制了从第一历元到第二历元所确定的车辆第二姿态的一个或多个方面的变化；以及，基于车辆的更新的第二姿态来确定INS的更新姿态。
条款30.根据条款29所述的非瞬时计算机可读介质，其中，用于确定车辆的第一姿态的代码包括用于至少部分地基于以下因素确定车辆的第二姿态的代码：在第一历元INS关于参考框架的姿态，或者，INS的机体框架相对于车辆的机体框架的定向，或者其组合。

Claims (30)

1.一种车辆导航的方法，所述方法包括：
确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态；
基于来自所述车辆的惯性导航系统(INS)的测量数据，确定在所述第一历元之后的第二历元所述INS的姿态；
基于所确定的在所述第二历元所述INS的姿态，确定在所述第二历元所述车辆的第二姿态；
将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生所述车辆的更新的第二姿态，其中，施加所述约束限制了从所述第一历元到所述第二历元所确定的车辆的第二姿态的一个或多个方面的变化；以及
基于所述车辆的所述更新的第二姿态确定所述INS的更新姿态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述车辆的所述第一姿态至少部分地基于：
在第一历元所述INS关于所述参考框架的姿态，或
在第一历元所述INS的机体框架相对于所述车辆的机体框架的定向，或
其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测量数据指示围绕所述INS的陀螺仪的至少一个轴线的旋转速率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二历元所述INS的姿态是关于所述参考框架的姿态。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二历元所述INS的姿态基于在所述第一历元所述INS的姿态。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述约束包括检测所确定的所述车辆的第二姿态的偏航角的条件。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述约束包括修改所确定的所述车辆的第二姿态的侧倾角。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法在所述车辆的航位推算的周期期间被执行。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括提供所述INS的更新姿态。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，提供所述INS的更新姿态包括将指示所述INS的更新姿态的数据提供给软件应用程序、操作系统、用户界面、车辆系统或远程设备或其组合。
11.一种用于车辆导航的设备，所述设备包括：
惯性导航系统(INS)；
存储器；以及
与所述INS和所述存储器通信耦合的一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器被配置为：
确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态；
基于来自所述INS的测量数据，确定在所述第一历元之后的第二历元所述INS的姿态；
基于所确定的在所述第二历元所述INS的姿态，确定在所述第二历元所述车辆的第二姿态；
将约束施加到所确定的所述车辆的第二姿态以产生所述车辆的更新的第二姿态，其中，施加所述约束限制了从所述第一历元到所述第二历元所确定的所述车辆的第二姿态的一个或多个方面的变化；以及
基于所述车辆的更新的第二姿态，确定所述INS的更新的姿态。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为至少部分地基于以下内容来确定所述车辆的第一姿态：
在第一历元所述INS关于参考框架的姿态，或
在第一历元所述INS的机体框架相对于所述车辆的机体框架的定向，或
其组合。
13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述INS被配置为在所述测量数据中包括围绕所述INS的陀螺仪的至少一个轴线的旋转速率。
14.根据权利要求11所述的设备，其中，为了确定在所述第二历元所述INS的姿态，所述一个或多个处理器被配置为确定关于所述参考框架的姿态。
15.根据权利要求11所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为基于在所述第一历元所述INS的姿态来确定在所述第二历元所述INS的所述姿态。
16.根据权利要求11所述的设备，其中，为了施加所述约束，所述一个或多个处理器被配置为检测所确定的所述车辆的第二姿态的偏航角的条件。
17.根据权利要求11所述的设备，其中，为了施加所述约束，所述一个或多个处理器被配置为修改所确定的所述车辆的第二姿态的侧倾角。
18.根据权利要求11所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为在所述车辆的航位推算的周期期间确定所述INS的更新的姿态。
19.根据权利要求11所述的设备，其中，所述一个或多个处理器还被配置为提供所述INS的更新的姿态。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，为了提供所述INS的更新的姿态，所述一个或多个处理器被配置为将指示所述INS的更新的姿态的数据提供给软件应用程序、操作系统、用户界面、车辆系统或远程设备或其组合提供指示所述INS的更新的姿态的数据。
21.一种用于车辆导航的装置，所述装置包括：
用于确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态的部件；
用于基于来自所述惯性导航系统(INS)的测量数据来确定在所述第一历元之后的第二历元所述车辆的INS的姿态的部件；
用于基于所确定的在所述第二历元所述INS的姿态来确定在所述第二历元所述车辆的第二姿态的部件；
用于将约束施加到所确定的车辆的第二姿态以产生所述车辆的更新的第二姿态的部件，其中施加所述约束限制了从所述第一历元到所述第二历元所确定的所述车辆的第二姿态的一个或多个方面的变化；以及
用于基于所述车辆的所述更新的第二姿态来确定所述INS的更新的姿态的部件。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，用于确定所述车辆的所述第一姿态的部件包括用于至少部分地基于以下内容来确定所述车辆的所述第一姿态的部件：
在第一历元所述INS关于参考框架的姿态，或
在第一历元所述INS的机体框架相对于所述车辆的机体框架的定向，或
其组合。
23.根据权利要求21所述的装置，其中，用于确定在所述第二历元所述INS的姿态的部件包括用于确定关于所述参考框架的姿态的部件。
24.根据权利要求21所述的设备，其中，用于确定在所述第二历元所述INS的姿态的部件包括用于基于在所述第一历元所述INS的姿态来确定所述第二历元所述INS的姿态的部件。
25.根据权利要求21所述的装置，其中，用于施加所述约束的部件包括用于检测所确定的所述车辆的第二姿态的偏航角的条件的部件。
26.根据权利要求21所述的装置，其中，用于施加所述约束的部件包括用于修改所确定的所述车辆的第二姿态的侧倾角的部件。
27.根据权利要求21所述的装置，还包括用于提供所述INS的更新姿态的部件。
28.根据权利要求27所述的装置，其中，用于提供所述INS的更新姿态的部件包括用于将指示所述INS的更新的姿态的数据提供给软件应用程序、操作系统、用户界面、车辆系统或远程设备或其组合的部件。
29.一种存储用于车辆导航的指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令包括用于以下操作的代码：
确定在第一历元车辆关于参考框架的第一姿态；
基于来自所述惯性导航系统(INS)的测量数据，确定在所述第一历元之后的第二历元所述车辆的INS的姿态；
基于所确定的在所述第二历元所述INS的姿态，确定在所述第二历元所述车辆的第二姿态；
将约束施加到所确定的所述车辆的第二姿态以产生所述车辆的更新的第二姿态，其中，施加所述约束限制了从所述第一历元到所述第二历元所确定的所述车辆第二姿态的一个或多个方面的变化；以及
基于所述车辆的所述更新的第二姿态确定所述INS的更新的姿态。
30.根据权利要求29所述的非暂时性计算机可读介质，其中，用于确定所述车辆的第一姿态的代码包括用于至少部分地基于以下内容来确定所述车辆的第一姿态：
在第一历元所述INS关于参考框架的姿态，或
在第一历元所述INS的机体框架相对于所述车辆的机体框架的定向，或
其组合。
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