WO2022028377A1 - 自驾仪校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

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WO2022028377A1
WO2022028377A1 PCT/CN2021/110125 CN2021110125W WO2022028377A1 WO 2022028377 A1 WO2022028377 A1 WO 2022028377A1 CN 2021110125 W CN2021110125 W CN 2021110125W WO 2022028377 A1 WO2022028377 A1 WO 2022028377A1
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刘敏华
谢安平
邱桂根
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广州极飞科技股份有限公司
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    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0286—Modifications to the monitored process, e.g. stopping operation or adapting control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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Abstract

本申请实施例提供了一种自驾仪校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，涉及自驾技术领域。其中，上述自驾仪校准方法通过控制作业设备直线行驶至选定终点，并按照与前往路径对应的返回路径回到起点；在作业设备往返的过程中，周期性地采集航向角、俯仰角、横滚角及位置信息；根据采集到的航向角及位置信息，计算航向偏差；根据采集到的俯仰角，计算俯仰偏差；根据采集到的横滚角，计算横滚偏差；将航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差存储，以便利用航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差对自驾控制量进行调整。

Description

自驾仪校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质
本申请要求于2020年08月03日提交中国专利局、申请号为202010768586.1、申请名称“自驾仪校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及自驾技术领域，具体而言，涉及一种自驾仪校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
自驾仪的出现推动了自动驾驶的发展进程，不仅方便了人们的生活，还节约了大量人力劳动。为了方便自驾仪的应用，通常自驾仪和被控设备之间的安装方式为可拆卸安装。这样的安装方式需要在使用前进行校准，以避免安装偏差造成对自驾仪控制的影响。目前，自驾仪安装之后需要人工进行校准，人工校准大多依赖于用户的手动测量，即使是经验丰富的人员依然容易出错，会产生大量的人为误差，影响自驾仪实际控制的精度。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种自驾仪校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，用于减少人为影响对自驾仪安装误差的校准。
为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种自驾仪校准方法，应用于自驾仪，自驾仪安装于作业设备，自驾仪校准方法包括：控制作业设备直线行驶至选定终点，并按照与前往路径对应的返回路径回到起点；其中，前往路径为作业设备从起点行驶到选定终点的路径；在作业设备往返的过程中，周期性地采集航向角、俯仰角、横滚角及位置信息；其中，航向角与位置信息同步采集；根据采集到的航向角及位置信息，计算航向偏差；根据采集到的俯仰角，计算俯仰偏差；根据采集到的横滚角，计算横滚偏差；将航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差存储，以便利用航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差对自驾控制量进行调整。
在一些实施例中，根据采集到的航向角及位置信息，计算航向偏差的步骤包括：根据多个航向角中的在先航向角所对应的第一位置信息以及与在先航向角相邻的下一 个航向角所对应的第二位置信息得到初始行驶方向角；将初始行驶方向角和在先航向角之间的夹角确定为初始航向偏差；根据多个在先航向角对应的多个初始航向偏差，计算航向偏差。
在一些实施例中，根据采集到的俯仰角，计算俯仰偏差的步骤包括：获取采集时间位于第一时间区间的多个第一俯仰角；其中，第一时间区间为作业设备从起点行驶至选定终点的时间段；获取采集时间位于第二时间区间的多个第二俯仰角；其中，第二时间区间为作业设备从选定终点返回起点的时间段；根据多个第一俯仰角和第二俯仰角，计算俯仰偏差。
在一些实施例中，根据采集到的横滚角，计算横滚偏差的步骤包括：获取采集时间位于第一时间区间的多个第一横滚角；其中，第一时间区间为作业设备从起点行驶至选定终点的时间段；获取采集时间位于第二时间区间的多个第二横滚角；其中，第二时间区间为作业设备从选定终点返回起点的时间段；根据多个第一横滚角和第二横滚角，计算横滚偏差。
在一些实施例中，自驾仪校准方法还包括：获取作业设备的初始位置信息及作业设备返回起点的停止位置信息；根据初始位置信息、停止位置信息、作业设备轴距及安装间距，计算轴心偏距；其中，安装间距为自驾仪与作业设备的尾部边界之间的距离；将轴心偏距存储，以便利用轴心偏距对自驾控制量进行调整。
第二方面，本申请实施例提供了一种自驾仪校准装置，应用于自驾仪，自驾仪安装于作业设备，自驾仪校准装置包括：控制模块，设置为控制作业设备直线行驶至选定终点，并按照与前往路径对应的返回路径回到起点；其中，前往路径为作业设备从起点行驶到选定终点的路径；采集模块，设置为在作业设备往返的过程中，周期性的采集航向角、俯仰角、横滚角及位置信息；其中，航向角与位置信息同步采集；计算模块，设置为根据采集到的航向角及位置信息，计算航向偏差；根据采集到的俯仰角，计算俯仰偏差；根据采集到的横滚角，计算横滚偏差；校准模块，设置为将航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差存储，以便利用航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差对自驾控制量进行调整。
在一些实施例中，计算模块包括：获得子模块，设置为根据多个航向角中的在先航向角所对应的第一位置信息以及与在先航向角相邻的下一个航向角所对应的第二位置信息得到初始行驶方向角；确定子模块，设置为将初始行驶方向角和在先航向角之间的夹角确定为初始航向偏差；计算子模块，设置为根据多个在先航向角对应的多个初始航向偏差，计算航向偏差。
在一些实施例中，计算模块包括：获得子模块，设置为获取采集时间位于第一时 间区间的多个第一俯仰角；其中，第一时间区间为作业设备从起点行驶至选定终点的时间段；
获得子模块，还设置为获取采集时间位于第二时间区间的多个第二俯仰角；其中，第二时间区间为作业设备从选定终点返回起点的时间段；
计算子模块，设置为根据多个第一俯仰角和第二俯仰角，计算俯仰偏差。
在一些实施例中，计算模块包括：
获得子模块，设置为获取采集时间位于第一时间区间的多个第一横滚角；其中，第一时间区间为作业设备从起点行驶至选定终点的时间段；
获得子模块，还设置为获取采集时间位于第二时间区间的多个第二横滚角；其中，第二时间区间为作业设备从选定终点返回起点的时间段；
计算子模块，根据多个第一横滚角和第二横滚角，计算横滚偏差。
在一些实施例中，自驾仪校准装置还包括：
获取模块，设置为获取作业设备的初始位置信息及作业设备返回起点的停止位置信息；
计算模块，还设置为根据初始位置信息、停止位置信息、作业设备轴距及安装间距，计算轴心偏距；其中，安装间距为自驾仪与作业设备的尾部边界之间的距离；
校准模块，将轴心偏距存储，以便利用轴心偏距对自驾控制量进行调整。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，存储介质存储有处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，处理器与存储介质之间通过总线通信，处理器执行机器可读指令，以执行上述实施例所提供的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行前述实施例所提供的方法的步骤。
与现有技术相比，本申请实施例提供的一种自驾仪校准方法，应用于作业设备上安装的自驾仪。上述自驾仪校准方法通过控制作业设备直线行驶至选定终点，并原路返回；在作业设备往返的过程中，按照预设的时间间隔采集航向角、俯仰角、横滚角及位置信息；根据同步采集到的航向角及位置信息，计算采集的航线角与真实航线角之间的航向偏差，根据往返过程中采集到的俯仰角，计算安装造成的俯仰偏差，根据 采集到的横滚角，计算安装造成的横滚偏差；最终，将得到的航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差存储，以便利用航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差对自驾控制量进行调整，实现对自驾仪因安装原因所产生的误差的校准。有效减小校准过程中人为影响造成的误差。自动校准也减少了对人员专业能力的要求，降低校验的人力成本。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
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示出了本申请实施例提供的应用场景示意图；
图2示出了本申请实施例提供的电子设备的示意图；
图3示出了本申请实施例提供的自驾仪校准方法的步骤流程图之一；
图4示出了一种直线驾驶并原路返回的示意图；
图5示出了步骤S103的子步骤流程图之一；
图6示出了北东坐标系下在先航向角、其所对应的第一位置信息、第二位置信息的示例图；
图7示出了将前往路径切分为多个小段并获取多个对应的在先航向角的示例图；
图8示出了步骤S103的子步骤流程图之二；
图9示出了步骤S103的子步骤流程图之三；
图10示出了本申请实施例提供的自驾仪校准方法的步骤流程图之二；
图11示出了初始位置信息和停止位置信息相对于作业设备的示例图；
图12示出了本申请实施例提供的自驾仪校准装置的示意图。
图标：100-电子设备；110-存储器；120-处理器；130-通信模块；140-采集单元；200-作业设备；300-自驾仪校准装置；301-控制模块；302-采集模块；303-计算模块；304-校准模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
自驾仪的出现推动了自动驾驶的发展进程，不仅方便了人们的生活，还节约了大量人力劳动。比如，自驾仪安装于车辆，能够实现自动行驶，将自驾仪安装于农机，能够实现自动行驶作业。
为了方便自驾仪的应用，通常自驾仪和被控设备之间的安装方式为可拆卸安装。由于自驾仪需要控制作业设备的行驶状态，然而，安装后自驾仪相对于作业设备的位姿难以确保在预定的状态，导致自驾仪预估作业设备准确的位姿，更加无法精准的控制作业设备。因此，安装自驾仪的作业设备需要在使用前进行校准，否则难以避免安装偏差造成对自驾仪控制的影响。
值得注意的是，在本申请提出申请之前，相关技术中常在自驾仪安装之后进行人工校准。然而，人工校准大多依赖于用户的手动测量，即便是经验丰富的人员依然容易出错，会产生大量的人为误差，影响自驾仪实际控制的精度。
为了改善上述问题，本申请实施例提供了一种自驾仪校准方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
自驾仪已被安装于作业设备200内，需要说明的是，在本申请实施例中，由于会 校准安装带来的误差，因此自驾仪在作业设备200中的安装位置无需限定。这样使自驾仪易于安装，降低对安装的要求，使自驾仪的共用性有效的提高。此外，如图1所示，自驾仪还与作业设备200电性连接。可以理解地，上述作业设备200可以是需要通过移动作业的设备。可选地，自驾仪可以与作业设备200的驾驶控制系统电性连接。在一些实施例中，上述作业设备200可以是有人操作设备，比如，除草机、耕地机、平地机。在一些实施例中，上述作业设备200还可以是无人操作设备，比如，无人机、无人车、机器人、无人船等。
请参照图2，是自驾仪的方框示意图。自驾仪是按技术要求自动控制作业设备200移动轨迹的调节设备，其作用主要是保持移动姿态和辅助驾驶员操纵作业设备200。可选地，上述自驾仪校准方法及装置应可以应用于上述自驾仪。
可选地，如图2所示，上述自驾仪包括存储器110、处理器120、通信模块130及采集单元140。所述存储器110、处理器120、通信模块130及采集单元140各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。
其中，存储器110设置为存储程序或者数据。所述存储器110可以是，但不限于，随机存取存储器110(Random Access Memory，RAM)，只读存储器110(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器110(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器110(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器110(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
处理器120设置为读/写存储器110中存储的数据或程序，并执行相应地功能。
通信模块130设置为通过所述网络建立所述电子设备100与其它通信终端之间的通信连接，并设置为通过所述网络收发数据。
采集单元140可以包括设置为采集航向角的传感器、设置为采集横滚角的传感器、设置为采集俯仰角的传感器及设置为采集位置信息的定位设备。比如，采集单元140可以包括陀螺仪、角度传感器、定位系统，陀螺仪设置为采集航向角，不同的角度传感器分别设置为采集俯仰角、横滚角，定位系统设置为采集自驾仪的位置信息。
需要说明的是，本申请中使用的定位技术可以基于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GLONASS)，罗盘导航系统(COMPASS)、伽利略定位系统、准天顶卫星系统(Quasi-Zenith SatelliteSystem,QZSS)、无线保真(Wireless Fidelity,WiFi)定位技术、北斗卫星导航定位系统等，或其任意组合。一个或多个上述定位系统可以在本申请中互换使用。
请参考图3，本申请实施例提供了一种自驾仪校准方法。如图3所示，上述自驾仪校准方法包括以下步骤：
步骤S101，控制作业设备200直线行驶至选定终点，并按照与前往路径对应的返回路径回到起点。
上述直线行驶可以是控制作业设备200按照从起点指向选定终点的方向移动。上述起点为校准启动时作业设备200的原始位置。上述选定终点可以是用户选择的任意一个远离上述起点的位置点。上述前往路径为所述作业设备从所述起点行驶到所述选定终点的路径。上述返回路径可以是根据上述前往路径生成的行驶路径。上述返回路径的路径起点为选定终点，路径终点为作业设备200的起点。返回路径与前往路径的路线走向基本一致。可以理解地，上述走向基本一致可以是返回路径与前往路径重合。当然，在一些实施例中，上述走向基本一致还可以是返回路径与前往路径之间平行且平行间隔不超过预设值。步骤S102，在作业设备200往返的过程中，周期性地采集航向角、俯仰角、横滚角及位置信息。
上述航向角与位置信息之间可以同步采集。上述往返的过程是指作业设备200从上述起点出发达到选定终点之后，又返回上述起点的过程。也即，作业设备200从上述起点出发后又回到上述起点的时间段内。
上述航向角为自驾仪所评估出的作业设备200的行驶方向。上述俯仰角为自驾仪所评出的作业设备200的俯仰角。上述横滚角为自驾仪所评出的作业设备200的横滚角。上述位置信息为自驾仪通过定位技术确定出的位置。
在一些实施例中，上述周期性地采集可以是时间维度上的周期性，比如，按照预设的时间间隔进行采集。在另一些实施例中，上述周期性地采集还可以是空间维度上的周期性，也即，按照预设的距离间隔进行采集，比如，每次行驶指定距离便进行依次采集。
步骤S103，根据采集到的航向角及位置信息，计算航向偏差；根据采集到的俯仰角，计算俯仰偏差；根据采集到的所述横滚角，计算横滚偏差。
无论自驾仪自身的检测精度多高，由于安装位姿的问题，自驾仪所预估出的作业设备200的航向角、俯仰角、横滚角与真实情况之间存在偏差，也即，航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差。需要说明的是，上述安装位姿可以是自驾仪安装于作业设备200后，相较于作业设备200的空间姿态。比如，上述安装位姿可以体现在作业设备200停放于水平面时，自驾仪的中轴线相较于作业设备200行驶方向上的中轴线之间的角度，自驾仪相较于水平面的夹角和相较于垂直面的夹角。
步骤S104，将航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差存储，以便利用航向偏差、俯仰偏 差和横滚偏差对自驾控制量进行调整。
在一些实施例中，将航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差存储，如此，在自驾仪需对作业设备200进行控制时，利用航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差对感知到的作业设备200位姿数据进行校准，从而使自驾仪能够准确的进行校准。
下面对本申请实施例的细节进行描述：
在一些实施例中，选定终点是预先已经固定的点，如此，可以预先规划达到选定终点的前往路径，然后控制作业设备200按照前往路径行驶至选定终点，然后掉头按照上述前往路径反向回到起点。比如，图4所示车子上安装有自驾仪，车子在自驾仪的控制下先按照路径a行驶至选定终点，然后掉头，再按照与路径a反向的路径b行驶回到起点。需要说明的是，路径b为根据路径a所确定的，二者之间可以是路径轨迹点重合，也可以是彼此平行且平行间隔不超过预设值。
在另外一些实施例中，上述选定终点可以不是固定的点，可以是作业设备200朝一个选定方向远离起点的过程中，最后停下的位置点。在作业设备200被控制按照选定方向远离起点的直线行驶过程中依据采集到的位置信息，生成前往轨迹，在作业设备200行驶距离超过预设值之后，停止直线行驶，将停止的位置点作为选定终点，然后控制作业设备200掉头，按照上述前往轨迹反向返回上述起点。
此外，直线行驶过程中可以不要求作业设备200走出绝对直线，只需确保作业设备200从选定终点返回起点时原路返回即可。
上述步骤S103的目的为确定自驾仪测试出作业设备200的位姿信息和作业设备200实际位姿之间的偏差。
在一些实施例中，如图5所示，上述步骤S103中的计算航向偏差可以包括以下子步骤：
子步骤S103-1，根据多个航向角中的在先航向角所对应的第一位置信息以及与在先航向角相邻的下一个航向角所对应的第二位置信息得到初始行驶方向角。
上述第一位置信息为采集到该在先航向角的同时所采集到的位置信息。上述第二位置信息为该在先航向角相邻的下一个航向角同步采集到的位置信息。
在一些实施例中，采集到的多个航向角按照采集时间点之间的先后顺序进行排列，上述先航向角为其后排列有其他航向角的航向角。换句话说，除了最后采集到的航向角之外，每一个航向角均可以被作为在先航向角。
子步骤S103-2，将初始行驶方向角和在先航向角之间的夹角确定为初始航向偏差。
作为一种实现方式，如图6所示，先建立北东地坐标系，然后将第一位置信息、第二位置信息及在先航向角映射到北东地坐标系中，然后利用公式：
Figure PCTCN2021110125-appb-000001
及
Figure PCTCN2021110125-appb-000002
计算初始航向偏差。其中，x 1代表第一位置信息的横坐标值，x 2代表第二位置信息的横坐标值，y 1代表第一位置信息的纵坐标值，y 2代表第二位置信息的纵坐标值，A为预先的调整矩阵，上述调整矩阵与表征行驶方向的向量所指向的象限对应。比如，具体为：
Figure PCTCN2021110125-appb-000003
Figure PCTCN2021110125-appb-000004
为表征初始行驶方向的向量，a代表初始行驶方向角，
Figure PCTCN2021110125-appb-000005
代表在先航向角，e′ yaw代表初始航向偏差。
在一些实施例中，可以只选用一个在先航向角，如此，计算得到的初始航向偏差便可以作为最终的航向偏差。
在另一些实施例中，考虑到实际行驶中，作业设备200很难在长时间内保持直线，且单次计算容易引入随机误差，故，可以确定多个在先航向角，分别计算其对应的初始航向偏差，然后流程进入子步骤S103-3。事实上，相当于把前往路径切分为多个小段，分别计算每个小段所对应的初始航向偏差，从而克服作业设备200不能保持走绝对直线而对航向偏差计算所造成的影响。比如，如图7所示。
子步骤S103-3，根据多个在先航向角对应的多个初始航向偏差，计算航向偏差。
在一些实施例中，可以通过计算平均值的方式，基于多个在先航向角对应的多个初始航向偏差，计算航向偏差。
在另一些实施例中，可以根据多个在先航向角及所对应的多个初始行驶方向角，利用公式：
Figure PCTCN2021110125-appb-000006
计算航向偏差。其中，将选出的在先航向角按照采集的先后顺序排序，
Figure PCTCN2021110125-appb-000007
代表第k个在先航向角，
Figure PCTCN2021110125-appb-000008
代表前i个在先航向角的均值，m i代表前i个在先航向角的数量。a i代表第i个在先航向角所对应的初始行驶方向角。
在另一些实施例中，前述确定在先航向角的方式还可以是：将采集到的航向角分组，得到多个航向角组。任意两个采集时间点相邻的航向角都可以分为一个航向角组，且，每个航向角可以分别与另外两个航向角组成航向角组。需要说明的是，航向角组中采集时间靠前的被作为在先航向角。
在一些实施例中，如图8所示，上述步骤S103中的计算俯仰偏差可以包括以下子步骤：
子步骤S103-4，获取采集时间位于第一时间区间的多个第一俯仰角。
上述第一时间区间为作业设备200从起点行驶至所述选定终点的时间段。上述第一俯仰角也即采集时间位于第一时间区间的俯仰角。
子步骤S103-5，获取采集时间位于第二时间区间的多个第二俯仰角。
上述第二时间区间为作业设备200从选定终点返回起点的时间段。上述第二俯仰角也即采集时间位于第二时间区间的俯仰角。
在一些实施例中，上述第一俯仰角和第二俯仰角之间存在一一对应的关系。上述第一俯仰角和第二俯仰角之间的对应关系可以是二者为同一位置点，作业设备200朝向不同方向时所采集到的俯仰角。
子步骤S103-6，根据多个第一俯仰角和第二俯仰角，计算俯仰偏差。
在一些实施例中，首先，可以从多个第一俯仰角和第二俯仰角获取到多组存在对应关系的第一俯仰角和第二俯仰角。可选地，可以利用多个第一俯仰角的采集时间、 第二俯仰角的采集时间、作业设备200移动速度、达到选定终点的达到时间及离开选定终点的离开时间，寻找存在对应关系的第一俯仰角和第二俯仰角。比如，获取每一个第一俯仰角的采集时间与到达时间之间的时间差，结合作业设备200移动速度，计算每一个第一俯仰角与选定终点之间的距离值。获取每一个第二俯仰角的采集时间与离开时间之间的时间差，结合作业设备200移动速度，计算每一个第二俯仰角与选定终点之间的距离值，将具有相同距离的第一俯仰角和第二俯仰角作为一对具备对应关系的俯仰角。
其次，根据具有对应关系的第一俯仰角和第二俯仰角，利用公式：
θ m＝θ 1-θ t；
θ m＝θ 2+θ t；及
Figure PCTCN2021110125-appb-000009
计算俯仰偏差。其中，θ 1代表第一俯仰角，θ 2代表与上述第一俯仰角具有对应关系的第二俯仰角。θ t代表采集到θ 1和θ 2时作业设备200所在位置的路面在俯仰方向上的倾斜角，需要说明的是，采集具有对应关系的θ 1和θ 2时，作业设备200处于同一位置，仅仅是行驶方向相反，因此，具有对应关系的θ 1和θ 2所对应的θ t相同。
Figure PCTCN2021110125-appb-000010
代表计算得到的俯仰偏差。
在另外一些实施例中，为了减少随机误差，可以获取多组具备对应关系的第一俯仰角和第二俯仰角，利用公式：
Figure PCTCN2021110125-appb-000011
计算俯仰偏差。其中，θ 1i代表第i个第一俯仰角，θ 2i代表第i个第二俯仰角，需要说明的是，θ 1i与θ 2i是具有对应关系的第一俯仰角和第二俯仰角，故，n既可以代表第一俯仰角的数量，也可以代表第二俯仰角的数量。
Figure PCTCN2021110125-appb-000012
代表计算得到的俯仰偏差。
在一些实施例中，如图9所示，上述步骤S103中的计算横滚偏差可以包括以下子步骤：
子步骤S103-7，获取采集时间位于第一时间区间的多个第一横滚角。
上述第一时间区间为作业设备200从起点行驶至所述选定终点的时间段。上述第一横滚角也即采集时间位于第一时间区间的横滚角。
子步骤S103-8，获取采集时间位于第二时间区间的多个第二横滚角。
上述第二时间区间为作业设备200从选定终点返回起点的时间段。上述第二横滚角也即采集时间位于第二时间区间的横滚角。
在一些实施例中，上述第一横滚角和第二横滚角之间存在一一对应的关系。上述第一横滚角和第二横滚角之间的对应关系可以是二者为同一位置点，作业设备200朝向不同方向时所采集到的横滚角。
子步骤S103-9，根据多个第一横滚角和第二横滚角，计算横滚偏差。
在一些实施例中，首先，可以从多个第一横滚角和第二横滚角获取到多组存在对应关系的第一横滚角和第二横滚角。可选地，可以利用多个第一横滚角的采集时间、第二横滚角的采集时间、作业设备200移动速度、达到选定终点的达到时间及离开选定终点的离开时间，寻找存在对应关系的第一横滚角和第二横滚角。比如，获取每一个第一横滚角的采集时间与到达时间之间的时间差，结合作业设备200移动速度，计算每一个第一横滚角与选定终点之间的距离值。获取每一个第二横滚角的采集时间与离开时间之间的时间差，结合作业设备200移动速度，计算每一个第二横滚角与选定终点之间的距离值，将具有相同距离的第一横滚角和第二横滚角作为一对具备对应关系的横滚角。
其次，根据具有对应关系的第一横滚角和第二横滚角，利用公式：
φ m＝φ 1-φ t；
φ m＝φ 2+φ t；及
Figure PCTCN2021110125-appb-000013
计算横滚偏差。其中，φ 1代表第一横滚角，φ 2代表与上述第一横滚角具有对应关系的第二横滚角。φ t代表采集到φ 1和φ 2时作业设备200所在位置的路面在横滚方向上 的倾斜角，需要说明的是，采集具有对应关系的φ 1和φ 2时，作业设备200处于同一位置，仅仅是行驶方向相反，因此，具有对应关系的φ 1和φ 2所对应的φ t相同。
Figure PCTCN2021110125-appb-000014
代表计算得到的横滚偏差。
在另外一些实施例中，为了减少随机误差，可以获取多组具备对应关系的第一横滚角和第二横滚角，利用公式：
Figure PCTCN2021110125-appb-000015
计算横滚偏差。其中，φ 1i代表第i个第一横滚角，φ 2i代表第i个第二横滚角，需要说明的是，φ 1i与φ 2i是具有对应关系的第一横滚角和第二横滚角，故，n既可以代表第一横滚角的数量，也可以代表第二横滚角的数量。
Figure PCTCN2021110125-appb-000016
代表计算得到的横滚偏差。
在一些实施例中，如图10所示，上述自驾仪校准方法还包括：
步骤S201，获取作业设备200的初始位置信息及作业设备200返回起点的停止位置信息。
上述初始位置信息为作业设备200启动直线行驶前自驾仪采集到的位置信息。上述停止位置信息为原路返回到起点后自驾仪采集到的位置信息。比如，上述初始位置信息可以是图4中，作业设备200出发前的位置信息，上述停止位置信息可以是图4中，作业设备200回到起点时的位置信息。
步骤S202，根据上述初始位置信息、停止位置信息、作业设备轴距及安装间距，计算轴心偏距。
上述安装间距为自驾仪与作业设备200的尾部边界之间的距离。比如，图11所示中的距离b。
在一些实施例中，可以根据初始位置信息、停止位置信息、作业设备轴距及安装间距，利用公式：
Figure PCTCN2021110125-appb-000017
计算轴心偏距。其中，d代表轴心偏距。上述x 3代表初始位置信息的横坐标，y 3初始位置信息的纵坐标，x 4代表停止位置信息的横坐标，y 4代表停止位置信息的纵坐标，l a代表作业设备轴距，l b代表安装间距。
步骤S203，将轴心偏距存储，以便利用轴心偏距对自驾控制量进行调整。
在一些实施例中，步骤S203的原理与步骤S104的原理相同，在此不再赘述。
为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种自驾仪校准装置300的实现方式，可选地，该自驾仪校准装置300可以采用上述图2所示的自驾仪的器件结构。进一步地，请参阅图12，图12为本申请实施例提供的一种自驾仪校准装置300的功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的自驾仪校准装置300，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该自驾仪校准装置300包括：控制模块301、采集模块302、计算模块303及校准模块304。
控制模块301，设置为控制所述作业设备200直线行驶至选定终点，并原路返回。
在一些实施例中，上述步骤S101可以由控制模块301执行。
采集模块302，设置为在所述作业设备200往返的过程中，按照预设的时间间隔采集航向角、俯仰角、横滚角及位置信息；其中，所述航向角与所述位置信息同步采集。
在一些实施例中，上述步骤S102可以由采集模块302执行。
计算模块303，设置为根据采集到的所述航向角及所述位置信息，计算航向偏差；根据采集到的所述俯仰角，计算俯仰偏差；根据采集到的所述横滚角，计算横滚偏差。
在一些实施例中，上述步骤S103可以由计算模块303执行。
校准模块304，设置为将所述航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差存储，以便利用所述航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差对自驾控制量进行调整。
在一些实施例中，上述步骤S104可以由校准模块304执行。
在一些实施例中，上述计算模块303包括：
获得子模块，设置为根据多个所述航向角中的在先航向角所对应的第一位置信息以及与所述在先航向角相邻的下一个所述航向角所对应的第二位置信息得到初始行驶方向角；
确定子模块，设置为将所述初始行驶方向角和所述在先航向角之间的夹角确定为初始航向偏差；
计算子模块，设置为根据多个所述在先航向角对应的多个所述初始航向偏差，计算所述航向偏差。
在一些实施例中，上述计算模块303包括：
获得子模块，设置为获取采集时间位于第一时间区间的多个第一俯仰角；其中，所述第一时间区间为所述作业设备200从起点行驶至所述选定终点的时间段；
所述获得子模块，还设置为获取采集时间位于第二时间区间的多个第二俯仰角；其中，所述第二时间区间为所述作业设备200从所述选定终点返回所述起点的时间段；
计算子模块，设置为根据多个所述第一俯仰角和第二俯仰角，计算所述俯仰偏差。
在一些实施例中，上述计算模块303包括：
获得子模块，设置为获取采集时间位于第一时间区间的多个第一横滚角；其中，所述第一时间区间为所述作业设备200从起点行驶至所述选定终点的时间段；
所述获得子模块，还设置为获取采集时间位于第二时间区间的多个第二横滚角；其中，所述第二时间区间为所述作业设备200从所述选定终点返回所述起点的时间段；
计算子模块，根据多个第一横滚角和第二横滚角，计算横滚偏差。
在一些实施例中，所述自驾仪校准方法还包括：
获取模块，设置为获取所述作业设备200的初始位置信息及所述作业设备200返回起点的停止位置信息。
所述计算模块303，还设置为根据所述初始位置信息、停止位置信息、作业设备轴距及安装间距，计算轴心偏距；其中，所述安装间距为所述自驾仪与作业设备200的尾部边界之间的距离。
所述校准模块304，将所述轴心偏距存储，以便利用所述轴心偏距对自驾控制量进行调整。
可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于图2所示的存储器110中或固化于该自驾仪的操作系统(Operating System，OS)中，并可由图2中的处理器120执行。同时，执行上述模块所需的数据、程序的代码等可以存储在存储器110中。
综上所述，本申请实施例提供了一种自驾仪校准方法、装置、电子设备及计算机 可读存储介质。其中，上述自驾仪校准方法通过控制所述作业设备直线行驶至选定终点，并按照与前往路径对应的返回路径回到起点，其中，前往路径为所述作业设备从所述起点行驶到所述选定终点的路径；在所述作业设备往返的过程中，周期性地采集航向角、俯仰角、横滚角及位置信息；其中，所述航向角与所述位置信息同步采集；根据采集到的所述航向角及所述位置信息，计算航向偏差；根据采集到的所述俯仰角，计算俯仰偏差；根据采集到的所述横滚角，计算横滚偏差；将所述航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差存储，以便利用所述航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差对自驾控制量进行调整。实现对自驾仪因安装原因所产生的误差的校准。有效减小校准过程中人为影响造成的误差，自动实现也减少了对人员专业能力的要求，降低校验的人力成本。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
工业作用
本申请实施例提供的一种自驾仪校准方法，应用于作业设备上安装的自驾仪。上述自驾仪校准方法可以实现对自驾仪因安装原因所产生的误差的校准，有效减小校准过程中人为影响造成的误差。自动校准也减少了对人员专业能力的要求，降低校验的人力成本。

Claims (12)

  1. 一种自驾仪校准方法，应用于自驾仪，所述自驾仪安装于作业设备，所述自驾仪校准方法包括：
    控制所述作业设备直线行驶至选定终点，并按照与前往路径对应的返回路径回到起点；其中，所述前往路径为所述作业设备从所述起点行驶到所述选定终点的路径；
    在所述作业设备往返的过程中，周期性地采集航向角、俯仰角、横滚角及位置信息；其中，所述航向角与所述位置信息同步采集；
    根据采集到的所述航向角及所述位置信息，计算航向偏差；根据采集到的所述俯仰角，计算俯仰偏差；根据采集到的所述横滚角，计算横滚偏差；
    将所述航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差存储，以便利用所述航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差对自驾控制量进行调整。
  2. 根据权利要求1所述的自驾仪校准方法，其中，所述根据采集到的所述航向角及所述位置信息，计算航向偏差的步骤包括：
    根据多个所述航向角中的在先航向角所对应的第一位置信息以及与所述在先航向角相邻的下一个所述航向角所对应的第二位置信息得到初始行驶方向角；
    将所述初始行驶方向角和所述在先航向角之间的夹角确定为初始航向偏差；
    根据多个所述在先航向角对应的多个所述初始航向偏差，计算所述航向偏差。
  3. 根据权利要求1所述的自驾仪校准方法，其中，所述根据采集到的所述俯仰角，计算俯仰偏差的步骤包括：
    获取采集时间位于第一时间区间的多个第一俯仰角；其中，所述第一时间区间为所述作业设备从起点行驶至所述选定终点的时间段；
    获取采集时间位于第二时间区间的多个第二俯仰角；其中，所述第二时间区间为所述作业设备从所述选定终点返回所述起点的时间段；
    根据多个所述第一俯仰角和第二俯仰角，计算所述俯仰偏差。
  4. 根据权利要求1所述的自驾仪校准方法，其中，所述根据采集到的所述横滚角，计算横滚偏差的步骤包括：
    获取采集时间位于第一时间区间的多个第一横滚角；其中，所述第一时间区间为所述作业设备从起点行驶至所述选定终点的时间段；
    获取采集时间位于第二时间区间的多个第二横滚角；其中，所述第二时间区间为所述作业设备从所述选定终点返回所述起点的时间段；
    根据多个所述第一横滚角和第二横滚角，计算所述横滚偏差。
  5. 根据权利要求1所述的自驾仪校准方法，其中，所述自驾仪校准方法还包括：
    获取所述作业设备的初始位置信息及所述作业设备返回起点的停止位置信息；
    根据所述初始位置信息、停止位置信息、作业设备轴距及安装间距，计算轴心偏距；其中，所述安装间距为所述自驾仪与所述作业设备的尾部边界之间的距离；
    将所述轴心偏距存储，以便利用所述轴心偏距对自驾控制量进行调整。
  6. 一种自驾仪校准装置，应用于自驾仪，所述自驾仪安装于作业设备，所述自驾仪校准装置包括：
    控制模块，设置为控制所述作业设备直线行驶至选定终点，并按照与前往路径对应的返回路径回到起点；其中，所述前往路径为所述作业设备从所述起点行驶到所述选定终点的路径；
    采集模块，设置为在所述作业设备往返的过程中，周期性地采集航向角、俯仰角、横滚角及位置信息；其中，所述航向角与所述位置信息同步采集；
    计算模块，设置为根据采集到的所述航向角及所述位置信息，计算航向偏差；根据采集到的所述俯仰角，计算俯仰偏差；根据采集到的所述横滚角，计算横滚偏差；
    校准模块，设置为将所述航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差存储，以便利用所述航向偏差、俯仰偏差和横滚偏差对自驾控制量进行调整。
  7. 根据权利要求6所述的自驾仪校准装置，其中，所述计算模块包括：
    获得子模块，设置为根据多个所述航向角中的在先航向角所对应的第一位置信息以及与所述在先航向角相邻的下一个所述航向角所对应的第二位置信息得到初始行驶方向角；
    确定子模块，设置为将所述初始行驶方向角和所述在先航向角之间的夹角确定为初始航向偏差；
    计算子模块，设置为根据多个所述在先航向角对应的多个所述初始航向偏差，计算所述航向偏差。
  8. 根据权利要求6所述的自驾仪校准装置，其中，所述计算模块包括：
    获得子模块，设置为获取采集时间位于第一时间区间的多个第一俯仰角；其中，所述第一时间区间为所述作业设备从起点行驶至所述选定终点的时间段；
    所述获得子模块，还设置为获取采集时间位于第二时间区间的多个第二俯仰角；其中，所述第二时间区间为所述作业设备从所述选定终点返回所述起点的时间段；
    计算子模块，设置为根据多个所述第一俯仰角和第二俯仰角，计算所述俯仰偏差。
  9. 根据权利要求6所述的自驾仪校准装置，其中，所述计算模块包括：
    获得子模块，设置为获取采集时间位于第一时间区间的多个第一横滚角；其中，所述第一时间区间为所述作业设备从起点行驶至所述选定终点的时间段；
    所述获得子模块，还设置为获取采集时间位于第二时间区间的多个第二横滚角；其中，所述第二时间区间为所述作业设备从所述选定终点返回所述起点的时间段；
    计算子模块，根据多个所述第一横滚角和第二横滚角，计算所述横滚偏差。
  10. 根据权利要求6所述的自驾仪校准装置，其中，所述自驾仪校准装置还包括：
    获取模块，设置为获取所述作业设备的初始位置信息及所述作业设备返回起点的停止位置信息；
    所述计算模块，还设置为根据所述初始位置信息、停止位置信息、作业设备轴距及安装间距，计算轴心偏距；其中，所述安装间距为所述自驾仪与所述作业设备的尾部边界之间的距离；
    所述校准模块，将所述轴心偏距存储，以便利用所述轴心偏距对自驾控制量进行调整。
  11. 一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至5任一所述方法的步骤。
  12. 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至5任一所述方法的步骤。
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