JP2021076606A - 車両用の慣性測定ユニットを較正するための較正値を作成するための方法及び装置 - Google Patents

車両用の慣性測定ユニットを較正するための較正値を作成するための方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】車両用の慣性測定ユニットを較正するための較正値を作成するための方法を提供する。
【解決手段】方法は、慣性測定ユニット100の測定センサ110の第1の測定方向120における物理量の第1の測定値115と、測定センサの、第1の測定方向とは異なる第2の測定方向130における物理量の第2の測定値125とを読み取り、かつ、基準センサ165の第1の基準測定方向150における物理量の第1の基準値170と、基準センサの、第1の基準測定方向とは異なる第2の基準測定方向155における物理量の第2の基準値172とを読み取るステップ、第1の測定値及び第1の基準値を使用して、第1の補正角度値146を決定し、かつ、第2の測定値及び第2の基準値を使用して、第2の補正角度値147を決定するステップ、さらに較正値175を得るために、第1の補正角度値及び第2の補正角度値をメモリ149に保存するステップを含む。
【選択図】図1

Description

従来技術
本アプローチは、独立請求項の上位概念に記載の装置又は方法に基づいている。本アプローチの対象は、コンピュータプログラムでもある。
“VMPS”(英語のVehicle Motion and Position Sensor)又はMMP2と略されるモーションセンサ及びポジションセンサのためには、IMUセンサ(IMU=英語のinertial measurement unit=慣性測定ユニット)の使用が不可欠である。これらのセンサにより、自動運転の種々の目的のためのより高精度の慣性測定、例えば、高精度の絶対的及び相対的な位置特定が可能となる。しかしながら、これらのIMUセンサは、非常に高精度の要求の場合における所望の目的のために完全に設計されているわけではないので、目標とする結果を達成するためには、IMUセンサの特性評価及び/又は較正の拡張が必要である。
特に、センサの測定軸の向きを補償するためのオフセット調整は、較正の重要な部分である。大抵の場合、これらの方法は、時間がかかるので、大量生産のためには、実施不可能であり又は問題が非常に多いものとなる。
発明の開示
上記背景に鑑みて、本明細書において提示されるアプローチによれば、独立請求項に記載の方法と、当該方法を使用する装置と、最後に、対応するコンピュータプログラムとが提示される。従属請求項に記載されている手段によって、独立請求項に記載された装置を有利に発展させ、改善することが可能である。
本明細書において提示されるアプローチによれば、車両用の慣性測定ユニットを較正するための較正値を作成するための方法が提示され、当該方法は、慣性測定ユニットの測定センサの第1の測定方向における物理量の第1の測定値と、慣性測定ユニットの測定センサの、第1の測定方向とは異なる第2の測定方向における物理量の第2の測定値とを読み取り、かつ、基準センサの第1の基準測定方向における物理量の第1の基準値と、基準センサの、第1の基準測定方向とは異なる第2の基準測定方向における物理量の第2の基準値とを読み取るステップと、第1の測定値及び第1の基準値を使用して、第1の補正角度値を決定し、かつ、第2の測定値及び第2の基準値を使用して、第2の補正角度値を決定するステップと、較正値を得るために、第1の補正角度値及び第2の補正角度値を慣性測定ユニットのメモリに保存するステップとを含む。
本明細書における測定値とは、慣性測定ユニットのセンサによって供給される値であると理解することができる。本明細書における基準センサとは、慣性測定ユニットの外に、例えば、実験室環境内に配置されているセンサであると理解することができる。測定方向又は基準測定方向とは、測定センサ又は基準センサが感受性を有している空間方向であると理解することができる。本明細書における補正角度値とは、方向のずれ又はオフセットを、対応する基準測定方向に対してシミュレートされた測定軸の回転によって補償し得るようにするために、慣性測定ユニットの後続の動作時に、車両の走行中の測定値に結び付けられるべき値を意味し得る。このために、例えば、補正角度値は、第1の測定方向/基準測定方向における測定値の補正値を表す第1の成分を有することができ、及び/又は、第2の測定方向/基準測定方向における測定値の補正値を表す第2の成分を有することができ、及び/又は、第3の測定方向/基準測定方向における測定値の補正値を表す第3の成分を有することができる。次いで、これらの補正値を、例えば、それぞれの基準測定方向における「仮想の」測定値に対応する実際の値に到達させるために、それぞれの関連する測定値に加算可能であり、又は、この測定値と乗算可能であり、又は、この測定値から減算可能である。
本明細書において提示されるアプローチは、第1の補正角度値及び第2の補正角度値と、これらの補正角度値から形成されるべき較正値とを決定することにより、例えば、製造に起因して生じた測定センサの測定方向の回転を補償することが可能であるという認識に基づくものである。このようにして、測定センサの後続の動作時に、例えば、車両の走行中に記録された測定値を、基準センサの関連する基準測定方向において記録されるであろう測定値に対応するように補正することが可能となる。従って、本明細書において提示されるアプローチによって、従来の安価な測定センサを改善することが可能であり、これにより、複雑な又は較正された測定値が、非常に高精度に出力される。
決定するステップにおいて、第1の補正角度値が、第1の測定方向と第1の基準測定方向との間の角度オフセットを表すこととなるように、第1の補正角度値を決定し、第2の補正角度値が、第2の測定方向と第2の基準測定方向との間の角度オフセットを表すこととなるように、第2の補正角度値を決定する、本明細書において提示されるアプローチの1つの実施形態が有利である。そのような実施形態は、測定センサの測定軸の角度オフセット又は位置合わせ誤差を、基準センサの測定軸の向きに関連させて非常に簡単に補償することができるという利点を提供する。
本明細書において提示されるアプローチのさらなる実施形態によれば、決定するステップにおいて、第1の補正角度値が、第2の基準測定方向の成分及び/又は第3の基準測定方向の成分を有するように、第1の補正角度値を決定し、及び/又は、第2の補正角度値が、第1の基準測定方向の成分及び/又は第3の基準測定方向の成分を有するように、第2の補正角度値を決定することもできる。このようにして、正確な較正値を非常に柔軟かつ迅速に決定することができ、この正確な較正値を、測定センサの測定値を補正するために使用することができる。
本明細書において提示されるアプローチの追加的な実施形態によれば、読み取るステップにおいて、慣性測定ユニットの測定センサの、第1の測定方向及び第2の測定方向とは異なる第3の測定方向における物理量の第3の測定値を読み取り、基準センサの、第1の基準測定方向及び第2の基準測定方向とは異なる第3の基準測定方向における物理量の第3の基準値を読み取ることができ、決定するステップにおいて、第3の測定値及び第3の基準値を使用して、第3の補正角度値を決定し、保存するステップにおいて、較正値を得るために、第3の補正角度値を慣性測定ユニットのメモリに保存する。そのような実施形態は、第3の空間方向における測定値も補償することができるという利点を提供し、これにより、車両の慣性測定ユニットの測定値を補正するための非常に柔軟かつ普遍的に適用可能なコンセプトを提供することができる。
決定するステップにおいて、第1の補正角度値及び第2の補正角度値を、人工知能のアルゴリズム、特にニューラルネットワークを使用して決定する場合には、車両用の慣性測定ユニットを較正するための較正値を、特に迅速かつ効率的に決定することができる。この場合には、信号を処理するための高速に動作する公知のアルゴリズムを使用することができる。
特に正確な較正値を供給するためには、読み取るステップにおいて、第1の基準測定値及び/又は第2の基準測定値を、実験室環境内において静止した基準センサから、又は、測定ユニットと共に移動する基準センサから、読み取ることができる。実験室環境内の静止したセンサは、基準センサとして、基準値の供給に関して非常に高い品質を有することができる。
読み取るステップにおいて、第1の測定値と、第2の測定値(又は第3の測定値)と、第1の基準測定値と、第2の基準測定値(及び場合によっては第3の基準測定値も)とに関して、物理量として加速度を表す値を読み取る、本明細書において提示される方法の1つの実施形態は、特に重要である。そのような実施形態は、自動運転にとって、車両でのさらなる処理のための測定値として正に加速度が非常に重要であるという利点を提供し、従って、本明細書において提示されるアプローチは、非常に正確な位置値を供給するために非常に適している。
決定するステップにおいて、第1の補正角度値及び第2の補正角度値を、1つのアルゴリズム又は1つの動作ステップにおいて共に決定し、第1の補正角度値及び第2の補正角度値を決定するために、第1の測定値と、第1の基準値と、第2の測定値と、第2基準値とを使用する、本明細書において提示されるアプローチの1つの実施形態は、特に有利である。そのような実施形態は、例えば、第1の補正角度値と第2の補正角度値とをそれぞれ別個に決定することと比較して、即ち、それぞれの個々の測定装置の測定値を別々に評価することと比較して、第1の補正角度値と第2の補正角度値とを共に決定することを可能にする。このようにして、少なくとも2つの異なる測定方向/基準測定方向における測定値を考慮することにより、より多くの情報を処理することも可能となり、これによって、第1の補正角度値及び第2の補正角度値は、より高い品質を有することとなる。
さらに、慣性測定ユニットの測定センサの測定値を補償するための方法が提示され、当該方法は、少なくとも、慣性測定ユニットの測定センサからの測定値と、本明細書において提示される方法の1つの変形例によって慣性測定ユニットのメモリユニットに保存された較正値とを読み取るステップと、測定値及び較正値を使用して、補償された測定値を決定するステップとを含む。
そのような変形例によっても、特に、慣性測定ユニットを規定通りの車両動作において使用し、較正値を事前にメモリに保存した場合に、本明細書において提示されるアプローチの利点を迅速かつ簡単に実現することができる。
上記方法の変形例は、例えば制御ユニット内又は装置内において、例えばソフトウェア若しくはハードウェアにより、又は、ソフトウェアとハードウェアとの混合形態により、実装可能である。
本明細書において提示されるアプローチは、さらに、本明細書において提示される方法の変形例のステップを、対応するユニットにおいて実施、制御又は実行するように構成されている装置を提供する。本装置は、慣性測定ユニットとして構成可能であり、この慣性測定ユニット内には、関連するステップを実施し得る個々のユニットが設けられている。本アプローチの、装置の形態におけるこの変形例によっても、本アプローチの基礎となる課題を迅速かつ効率的に解決することができる。
このために、本装置は、信号又はデータを処理するための少なくとも1つの計算ユニット、信号又はデータを保存するための少なくとも1つのメモリユニット、センサからのセンサ信号を読み取るための又はアクチュエータへのデータ信号若しくは制御信号を出力するための、センサ又はアクチュエータとの少なくとも1つのインタフェース、及び/又は、通信プロトコルが埋め込まれた、データを読み取る又は出力するための少なくとも1つの通信インタフェースを有することができる。計算ユニットは、例えば、信号プロセッサ、マイクロコントローラなどであるものとしてもよく、メモリユニットは、フラッシュメモリ、EEPROM又は磁気メモリユニットであるものとしてもよい。通信インタフェースは、データを無線及び/又は有線により読み取る又は出力するように構成可能であり、有線データを読み取る又は出力することができる通信インタフェースは、これらのデータを、例えば電気的又は光学的に、対応するデータ伝送線路から読み取ることができ、又は、対応するデータ伝送線路に出力することができる。
本明細書における装置とは、センサ信号を処理し、これらのセンサ信号に基づいて制御信号及び/又はデータ信号を出力する電気的なデバイスであると理解することができる。本装置は、ハードウェア及び/又はソフトウェアによって構成可能なインタフェースを有することができる。インタフェースは、ハードウェアによって構成されている場合には、例えば、装置の種々異なる機能を含有するいわゆるシステムASICの一部であるものとしてもよい。しかしながら、インタフェースを、別個の集積回路とすること、又は、少なくとも部分的にディスクリート部品から構成することも可能である。インタフェースは、ソフトウェアによって構成されている場合には、例えばマイクロコントローラ上において、他のソフトウェアモジュールに隣接して設けられたソフトウェアモジュールであるものとしてもよい。
プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品又はコンピュータプログラムも有利であり、当該プログラムコードは、半導体メモリ、ハードディスクメモリ又は光メモリのような機械可読担体上又は記憶媒体上に保存可能であり、特に、プログラム製品又はプログラムがコンピュータ上又は装置上において実行された場合に、上述した実施形態のうちの1つによる方法のステップを実行、実施及び/又は制御するために使用される。
本明細書において提示されるアプローチの実施例を、図面に図示し、以下の記載においてより詳細に説明する。
車両用の慣性測定ユニットを較正するための較正値を作成するための例示的なシナリオを示す図である。 基準座標系の基準測定方向に対する、測定センサの測定軸の位置合わせ誤差が示されている図である。 車両用の慣性測定ユニットを較正するための較正値を作成するための方法の1つの実施例のフローチャートである。 慣性測定ユニットの測定センサの測定値を補償するための方法の1つの実施例のフローチャートである。
本アプローチの有利な実施例についての以下の説明においては、複数の異なる図面に示された同様の作用を有する要素に対して、同一又は同様の参照符号が使用され、これらの要素についての繰り返しの説明は省略される。
図1は、車両105用の慣性測定ユニット100を較正するための較正値(校正値とも称される)を作成するための例示的なシナリオを示している。例えば、まださほど正確かつ高精度なものでなくてもよいが、それでもなお自動運転の諸機能のために使用可能であるような測定値を供給するように、慣性測定ユニット100を設けることができる。このような測定値を供給するために、測定センサ110が設けられており、この測定センサ110は、ここでは、例えば加速度のような物理量の測定値を、複数の異なる測定方向において検出して、対応する信号を出力することができる。例えば、測定センサ110は、第1の測定方向120、ここでは例えばx方向における物理量の成分を表す第1の測定値115を出力することができる。同様に、測定センサ110は、第2の測定方向130、ここでは例えばy方向における物理量の成分を表す第2の測定値125を出力することができ、またさらに、測定センサ110は、第3の測定方向140、ここでは例えばz方向における物理量の成分を表す第3の測定値135を出力することができる。対応する測定値115,125,135は、インタフェース142を介して決定ユニット145に供給可能であり、決定ユニット145において、第1の補正角度値146と、第2の補正角度値147と、有利にはまた、第3の補正角度値148とが決定され、これらの補正角度値は、その後、メモリユニット149に供給される。
ここで、慣性測定ユニット100を使用するにあたり、大量生産のための妥当なコストを考慮すると、製造に起因して、通常、測定センサ110を高品質で製造することができず、従って、図1においてはx軸150、y軸155及びz軸160によって示されているような直交(基準)座標系Rの軸に対応する正確な方向において、測定値115,125,135が測定されないことがよくあるということが重要である。そこで、測定値115,125,及び135の補正又は補償を達成するために、例えば、実験室環境内の基準センサ165が使用され、この基準センサ165は、加速度のような物理量を測定する際に、実際のx軸150、実際のy軸155及び/又は実際のz軸160における成分の検出に関して非常に高い精度を有する。従って、基準センサ165を使用することにより、第1の基準方向150、即ち、ここでは、基準座標系Rのx軸における物理量の成分に対応する第1の基準値170を供給することが可能になる。さらに、基準センサ165を使用することにより、第2の基準方向155、即ち、ここでは、基準座標系Rのy軸における物理量の成分に対応する第2の基準値172を供給することと、第3の基準方向160、即ち、ここでは、基準座標系Rのz軸における物理量の成分に対応する第3の基準値173を供給することとが可能になる。
次いで、決定ユニット145においては、(第1の測定値115、第2の測定値125及び第3の測定値135に加えて)第1の基準値170、第2の基準値172及び/又は第3の基準値173も読み取ることができる。その後、第1の測定値115及び第1の基準値170を使用して、第1の補正角度値146を決定することができ、この補正角度値146は、基準座標系Rの第1の基準測定方向150における値に対応するために、第1の測定値を、どの方向にどれくらいのパラメータ分だけ基準座標系Rの第1の基準測定方向150に変換すべきか(場合によってはさらに、第1の測定値115を、どの方向にどれくらいのパラメータ分だけ基準座標系Rの第2の基準測定方向155に変換すべきか、及び/又は、第1の測定値115を、どの方向にどれくらいのパラメータ分だけ第3の基準測定方向160に変換すべきか)を示すものである。同様にまた、決定ユニット145においては、第2の測定値125及び第2の基準値172を使用して、第2の補正角度値147を決定することもでき、この補正角度値147は、基準座標系Rの第2の基準測定方向155における値に対応するために、第2の測定値125を、どの方向にどれくらいのパラメータ分だけ基準座標系Rの第2の基準測定方向155に変換すべきか(場合によってはさらに、第2の測定値125を、どの方向にどれくらいのパラメータ分だけ基準座標系Rの第1の基準測定方向150に変換すべきか、及び/又は、第2の測定値125を、どの方向にどれくらいのパラメータ分だけ第3の基準測定方向160に変換すべきか)を示すものである。また、決定ユニット145においては、第3の測定値135及び第3の基準値173を使用して、第3の補正角度値148を決定することもでき、この補正角度値148は、基準座標系Rの第3の基準測定方向160における値に対応するために、第3の測定値135を、どの方向にどれくらいのパラメータ分だけ基準座標系Rの第3の基準測定方向160に変換すべきか(場合によってはさらに、第3の測定値135を、どの方向にどれくらいのパラメータ分だけ基準座標系Rの第1の基準測定方向150に変換すべきか、及び/又は、第3の測定値135を、どの方向にどれくらいのパラメータ分だけ第2の基準測定方向155に変換すべきか)を示すものである。その場合、第1の補正角度値146、第2の補正角度値147及び/又は第3の補正角度値148は、較正値175又は較正値とも称することができ、メモリユニット149に保存可能であり、車両105の走行中におけるユニット100の動作のために維持可能である。
決定ユニット145を、慣性測定ユニット100内のプロセッサとして設けるのではなく、慣性測定ユニット100の外部に配置し、補正角度値146,147及び/又は148を外部において決定して、較正値175としてメモリユニット149に保存することも考えられる。補正角度値の決定を、例えばニューラルネットワークのような人工知能方法を使用して実施するように、決定ユニット145を構成することも考えられる。
実際のシナリオにおける車両の動作時、即ち、基準センサ165を利用することができる実験室環境の外での動作時には、例えば、自動運転の運転者支援機能のために、補正又は補償された測定値180を出力することができ、この補正又は補償された測定値180は、基準座標系Rの方向又は軸における非常に正確な物理量をマッピングしたものである。このために、例えば、測定センサ110の第1の測定値115、第2の測定値125及び/又は第3の測定値135を、メモリユニット149から読み出された較正値175からのそれぞれ関連する補正角度値146,147及び/又は148に結び付けることができ、これにより、決定ユニット145を収容するプロセッサにおいて、補正又は補償された測定値180を決定することができる。このようにすると、従来の測定センサ110のような低コストの手段を用いて、例えば、車両105の自動運転の諸機能のために必要とされるような質的に高い要求を満たす物理量の測定を、それでもなお、実現することが可能となる。
図2は、基準座標系Rの基準測定方向150(X),155(Y)及び160(Z)に対する、測定センサ110の測定軸120(G),130(G)及び140(G)の位置合わせ誤差が示されている図を示している。ここでも、第1の補正角度値146(Ψ)が、第1の基準方向150における測定値に対応するために、第1の測定方向120において検出された第1の測定値115を、どのくらいの分だけ変換すべきかのパラメータを示していることが見て取れる。ここでは、また、第1の補正角度値146が、第2の基準測定方向155における第1の成分θXYと、第3の基準測定方向160における第2の成分φXZとを有することも見て取れる。同様に、第2の補正角度値147(Ψ)が、第2の基準方向155における測定値に対応するために、第2の測定方向130において検出された第2の測定値125を、どのくらいの分だけ変換すべきかのパラメータを示していることも見て取れ、この場合には、第2の補正角度値147が、第1の基準測定方向150における第1の成分θYXと、第3の基準測定方向160における第2の成分θYZとを有する。最後に、第3の補正角度値148(Ψ)が、第3の基準方向160における測定値に対応するために、第3の測定方向140において検出された第3の測定値135を、どのくらいの分だけ変換すべきかのパラメータを示していることも見て取れ、この場合には、第3の補正角度値148が、第1の基準測定方向150における第1の成分φZXと、第2の基準測定方向155における第2の成分φZYとを有する。これにより、補正角度値146,147及び148のそれぞれ異なる成分によって、変換を簡単に実行可能であることが見て取れる。
以下においては、複数の実施例による本明細書において提示されるアプローチの細部が、再びさらに詳細に説明される。“MEMS−IMUセンサ”(英語のMicro-Electro-Mechanical System-Inertial Measurement Unit)と略されるマイクロエレクトロメカニカルシステムの慣性測定ユニットのための、位置合わせ誤差の補償(オフセット調整)のためのシステム較正方法は、特に人工知能によってサポート可能である。1つの実施例によれば、人工知能によってサポートされるシステム較正ソフトウェアは、慣性測定ユニットの製造時又は較正時に、修正された較正プロセスと共に使用可能であり、この修正された較正プロセスによって、較正時間の速度を増加させ、ひいては生産時間を短縮することができる。利用可能な測定データが多ければ多いほど、評価をより良好にすることができ、又は、より説得力のあるものにすることができる。
さらに、1つの実施例によれば、オフセット調整は、測定センサ110のセンサ軸が、基準座標系Rのような直交座標系からずれることを低減することを目的とすることができる。本明細書において提示される実施例による方法は、較正室において(個々の方向回転による非常に単純な方向の代わりに)複雑な回転パターンを使用することができ、このような複雑な回転パターンによって、較正時間を短縮することができる。従って、全体としての比、即ち、2つ以上の空間方向における比を共に計算することができ、これによって、そのような計算の複雑さが増加しはするが、較正の速度を増加させることもでき、これにより、個々の測定ユニットを、非常に短い製造時間で個別に測定することができ、それでもなお、正確な測定システムを提供することができる。
これに加えて、人工知能の1つの実施例によれば、データに基づいて、挙動を予測することができるかについての、又は、センサが使用不可能であるかどうか若しくはいつセンサが使用不可能となるかの確率又はセンサが故障しているかどうか若しくはいつセンサが故障するかの確率を計算することができるかについての、新しい未知の特徴又は機能を発見することが可能である。
図3は、車両用の慣性測定ユニットを較正するための較正値を作成するための方法300の1つの実施例のフローチャートを示している。方法300は、慣性測定ユニットの測定センサの第1の測定方向における物理量の第1の測定値と、慣性測定ユニットの測定センサの、第1の測定方向とは異なる第2の測定方向における物理量の第2の測定値とを読み取り、基準センサの第1の基準測定方向における物理量の第1の基準値と、基準センサの、第1の基準測定方向とは異なる第2の基準測定方向における物理量の第2の基準値とを読み取るステップ310を含む。さらに、方法300は、第1の測定値及び第1の基準値を使用して、第1の補正角度値を決定し、第2の測定値及び第2の基準値を使用して、第2の補正角度値を決定するステップ320を含む。最後に、方法300は、較正値を得るために、第1の補正角度値及び第2の補正角度値を慣性測定ユニットのメモリに保存するステップ330を含む。
図4は、慣性測定ユニット100の測定センサの測定値を補償するための方法の1つの実施例のフローチャートを示している。方法400は、少なくとも、慣性測定ユニットの測定センサからの測定値と、本明細書において提示される方法の1つの変形例によって慣性測定ユニットのメモリユニットに保存された較正値とを読み取るステップ410を含む。さらに、方法400は、測定値及び較正値を使用して、補償された測定値を決定するステップ420を含む。
上記方法は、先行する図面に基づいて説明された装置又は慣性測定ユニット100のうちの1つによって実行可能な方法であり得る。
本明細書において提示される方法ステップは、繰り返し実施可能であり、また、記載された順序とは異なる順序で実施可能である。
ある実施例が、第1の特徴と第2の特徴との間に「及び/又は」の接続詞を含む場合には、このことは、1つの実施形態による当該実施例が、第1の特徴及び第2の特徴の両方を有し、他の1つの実施形態による当該実施例が、第1の特徴又は第2の特徴のいずれか一方のみを有すると解釈されるべきである。

Claims (12)

  1. 車両(105)用の慣性測定ユニット(100)を較正するための較正値を作成するための方法(300)であって、
    ・慣性測定ユニット(100)の測定センサ(110)の第1の測定方向(120)における物理量の第1の測定値(115)と、前記慣性測定ユニット(100)の前記測定センサ(110)の、前記第1の測定方向(120)とは異なる第2の測定方向(130)における前記物理量の第2の測定値(125)とを読み取り、かつ、基準センサ(165)の第1の基準測定方向(150)における前記物理量の第1の基準値(170)と、前記基準センサ(165)の、前記第1の基準測定方向(150)とは異なる第2の基準測定方向(155)における前記物理量の第2の基準値(172)とを読み取るステップ(310)と、
    ・前記第1の測定値(115)及び前記第1の基準値(170)を使用して、第1の補正角度値(146)を決定し、かつ、前記第2の測定値(125)及び前記第2の基準値(172)を使用して、第2の補正角度値(147)を決定するステップ(320)と、
    ・較正値(175)を得るために、前記第1の補正角度値(146)及び前記第2の補正角度値(147)を前記慣性測定ユニット(100)のメモリ(149)に保存するステップ(330)と、
    を含む方法(300)。
  2. 前記決定するステップ(320)において、
    前記第1の補正角度値(146)が、前記第1の測定方向(120)と前記第1の基準測定方向(150)との間の角度オフセット(Ψ)を表すこととなるように、前記第1の補正角度値(146)を決定又は特定し、かつ、前記第2の補正角度値(147)が、前記第2の測定方向(130)と前記第2の基準測定方向(155)との間の角度オフセット(Ψ)を表すこととなるように、前記第2の補正角度値(147)を決定する、
    請求項1に記載の方法(300)。
  3. 前記決定するステップ(320)において、
    前記第1の補正角度値(146)が、第2の基準測定方向の成分(θXY)及び/又は第3の基準測定方向の成分(φXZ)を有するように、前記第1の補正角度値(146)を決定し、及び/又は、
    前記第2の補正角度値(147)が、第1の基準測定方向の成分(θYX)及び/又は第3の基準測定方向の成分(θYZ)を有するように、前記第2の補正角度値(147)を決定する、
    請求項1又は2に記載の方法(300)。
  4. 前記読み取るステップ(310)において、
    前記慣性測定ユニット(100)の前記測定センサ(110)の、前記第1の測定方向(120)及び前記第2の測定方向(130)とは異なる第3の測定方向(140)における前記物理量の第3の測定値(148)を読み取り、かつ、前記基準センサ(165)の、前記第1の基準測定方向(150)及び前記第2の基準測定方向(155)とは異なる第3の基準測定方向(160)における前記物理量の第3の基準値(173)を読み取り、
    前記決定するステップ(320)において、
    前記第3の測定値(135)及び前記第3の基準値(173)を使用して、第3の補正角度値(148)を決定し、
    前記保存するステップ(330)において、
    較正値(175)を得るために、前記第3の補正角度値(173)を前記慣性測定ユニット(100)の前記メモリ(149)に保存する、
    請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法(300)。
  5. 前記決定するステップ(320)において、
    前記第1の補正角度値(146)及び前記第2の補正角度値(147)を、人工知能のアルゴリズム、特にニューラルネットワークを使用して決定する、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法(300)。
  6. 前記読み取るステップ(310)において、
    前記第1の基準測定値(170)及び/又は前記第2の基準測定値(172)を、実験室環境内において静止した基準センサ(165)から、又は、前記測定ユニット(110)と共に移動する基準センサ(165)から、読み取る、
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法(300)。
  7. 前記読み取るステップ(310)において、
    前記第1の測定値(115)と、前記第2の測定値(125)と、前記第1の基準測定値(170)と、前記第2の基準測定値(172)とに関して、前記物理量として加速度を表す値を読み取る、
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法(300)。
  8. 前記決定するステップ(320)において、
    前記第1の補正角度値(146)及び前記第2の補正角度値(147)を、1つのアルゴリズムにおいて共に決定し、
    前記第1の補正角度値(146)及び前記第2の補正角度値(147)を決定するために、前記第1の測定値(115)と、前記第1の基準値(170)と、前記第2の測定値(125)と、前記第2の基準値(172)とを使用する、
    請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法(300)。
  9. 慣性測定ユニット(100)の測定センサ(110)の測定値(115)を補償するための方法(400)であって、
    ・少なくとも、前記慣性測定ユニット(100)の前記測定センサ(110)からの測定値(115)と、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法によって前記慣性測定ユニット(100)のメモリユニット(149)に保存された較正値(175)とを読み取るステップ(410)と、
    ・前記測定値(115)及び前記較正値(175)を使用して、補償された測定値(180)を決定するステップ(420)と、
    を含む方法(400)。
  10. 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法(300)のステップ(310,320,330)を、対応するユニット(142,145,149)において実施及び/又は制御するように構成されている装置(100)。
  11. 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法(300)のステップ(310,320,330)を実施及び/又は制御するために構成されているコンピュータプログラム。
  12. 請求項11に記載のコンピュータプログラムが保存されている機械可読記憶媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114323069A (zh) * 2021-12-21 2022-04-12 华人运通(江苏)技术有限公司 一种imu标定方法、装置、存储介质及终端设备
CN114739357B (zh) * 2022-04-08 2023-09-22 上海中车艾森迪海洋装备有限公司 水下机器人的连续滚转角测量方法、装置及电子设备

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002035183A1 (en) * 2000-07-28 2002-05-02 Litton Systems, Inc. Attitude alignment of a slave inertial measurement system
WO2006104552A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Honeywell International Inc. Method and apparatus for high accuracy relative motion determinatation using inertial sensors
US9316667B2 (en) * 2012-11-14 2016-04-19 Bose Corporation Accelerometer leveling in an actively controlled vehicle suspension
JP2015148450A (ja) * 2014-02-05 2015-08-20 古野電気株式会社 センサ誤差補正装置、imu較正システム、imu較正方法、および、imu較正プログラム

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