專利名稱：傾斜計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)總體上涉及航位推算系統(tǒng)，并且更加具體地涉及一種使用速度計和前向加 速度計來測量高度變化的航位推算高度計設(shè)備。本技術(shù)還具體涉及使用速度計和前向加速 度計來測量傾角的傾斜計設(shè)備。本技術(shù)屬于加速度受補(bǔ)償型傾斜計。
背景技術(shù)：
航位推算(DR)是根據(jù)以前確定的位置估計當(dāng)前位置并且根據(jù)所測得的速度、方 向和/或加速度向前推進(jìn)該位置的處理。DR從初始已知位置或定位點開始?？梢允褂脺y 距、三角測量或地圖比對來確定定位點。使用來自全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的用于測距的 無線電信號來確立開始航位推算的起始位置定位點，是公知的技術(shù)?？梢酝ㄟ^很多方法來確定航位推算速度。在現(xiàn)代儀器出現(xiàn)之前，在船上，DR速度 是這樣確定的將叫做測速器(log)的木頭浮子扔到船外，并且在船在水面上向前行進(jìn)的 同時，對在沙漏所計時間內(nèi)從水手手上通過的綁在浮子上的繩子上的繩結(jié)進(jìn)行計數(shù)。近代 的船使用發(fā)動機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)、用于測量水面速度的自動測速器或者探底多普勒聲納。公路 車輛一般情況下通過測量它們車輪的轉(zhuǎn)速來測量速度。公路車輛也可以使用多普勒聲納或 雷達(dá)來進(jìn)行速度測量?？梢杂么帕_盤或磁通量間門羅盤來測量水平方向。也可以通過對角 速率傳感器檢測到的角度變化率進(jìn)行積分來確定航位推算方向。角速率傳感器有時也稱作 陀螺儀。對定向線性加速度進(jìn)行積分的慣性系統(tǒng)可以用于航位推算，尤其是用于飛行器。即使全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)在便利性和精確度方面都有了長足進(jìn)步，對于連 續(xù)GNSS定位點不可得或者受到噪聲干擾時的情況，還是會繼續(xù)存在對航位推算的需求。此 外，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)定位勢必造成這樣的結(jié)果與對于水平位置和水平航向改變角相比， 對于高度和垂直航向改變角精確度較低并且噪聲較大。

發(fā)明內(nèi)容
本技術(shù)優(yōu)選地是通過測量前向運(yùn)動來測量海拔高度變化的設(shè)備和方法。本發(fā)明還 是通過測量前向運(yùn)動來確定傾角的設(shè)備和方法。在優(yōu)選實施方式中，該技術(shù)優(yōu)選地是航位推算高度計，具有用于確定前向速度的 速度計；用于測量前向加速度的加速度計；和用于基于速度和所測得的加速度計算海拔高 度變化的DR計算器。該高度計還可以包括用于測量偏航(yaw)角速率的偏航速率傳感 器；和按照該偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度的偏航補(bǔ)償器，其中該DR計算器構(gòu)成為用來 使用經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣群退俣纫黄饋碛嬎愫０胃叨茸兓Ｔ趦?yōu)選實施方式中，該技術(shù)優(yōu)選地是航位推算海拔高度的方法，包括確定前向速 度；測量前向加速度；和基于速度和所測得的加速度計算海拔高度變化。該方法還可以包 括測量偏航角速率；按照該偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度；并使用經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣扰c 速度一起來計算海拔高度變化。在優(yōu)選實施方式中，該技術(shù)優(yōu)選地是傾斜計，具有用于確定前向速度的速度計；用于測量前向加速度的加速度計；和基于速度的變化率和所測得的加速度計算傾角的傾角 計算器。該傾斜計還可以包括用于測量偏航角速率的偏航速率傳感器和構(gòu)成為用來使用 該偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度的偏航補(bǔ)償器，其中傾角計算器構(gòu)成為用來使用經(jīng)補(bǔ)償 的加速度和速度的變化率一起來計算傾角。在優(yōu)選實施方式中，該技術(shù)優(yōu)選地是確定傾角的方法，包括確定前向速度；測量 前向加速度；和基于所測得的加速度和速度的變化率來計算傾角。該方法還可以包括測 量偏航角速率；按照該偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度；和使用經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣群退俣鹊?變化率來計算傾角。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，海拔高度變化是根據(jù)前向速度和前向加速度確定的。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，傾角是基于前向速度的變化率和前向加速度來確定的。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，針對偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，按照線性位置偏移，針對偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，線性位置偏移是基于具有相反方向環(huán)路的回位來確定的。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，按照偏航調(diào)準(zhǔn)角，針對偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，偏航調(diào)準(zhǔn)角是基于具有相反方向環(huán)路的回位來確定的。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，針對加速度計偏差補(bǔ)償所測得的加速度。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，安裝加速度計偏差是基于具有相反朝向的回位來確定的。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，重新啟動加速度計偏差是最后一個傾角來確定的。在本技術(shù)中，優(yōu)選地，更新后的加速度計偏差是基于外部海拔高度修正(fix)與 航位推算出來的海拔高度之間的差來校準(zhǔn)的。在閱讀了下面的詳細(xì)說明和觀看了各個附圖之后，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而 言，這些和其它實施方式以及本技術(shù)的其它屬性將無疑變得顯而易見。


圖1圖解說明了裝載了本發(fā)明的航位推算高度計和傾斜計的車輛；圖IA圖解說明了圖1的航位推算高度計和傾斜計的加速度計的偏航調(diào)準(zhǔn)角；圖2是圖1的航位推算高度計和傾斜計的框圖；圖3是圖1的航位推算高度計和傾斜計的加速度補(bǔ)償器的框圖；圖4是具有用于提高三維位置、速度和航向的精度的卡爾曼濾波器的圖1的航位 推算高度計和傾斜計的框圖；圖5圖解說明了圖1的航位推算高度計和傾斜計的加速度計位置偏移和偏航調(diào)準(zhǔn) 角；圖6是用于確定海拔高度變化和傾角以及航位推算位置、速度和航向的本發(fā)明的 方法的流程圖；圖7A是用于為重新啟動確定加速度計偏差校準(zhǔn)的方法的流程圖；圖7B是用于確定加速度計偏差校準(zhǔn)的回位方法的流程圖；圖7C是車輛行駛的示意圖，其中使用相對的旋轉(zhuǎn)環(huán)路來確定圖1的航位推算高度 計和傾斜計的加速度計偏差校準(zhǔn)；圖8是用于為圖1的航位推算高度計和傾斜計以及圖6的方法確定加速度計偏差、線性位置偏移和偏航調(diào)準(zhǔn)角的本發(fā)明的回位初始安裝方法的流程圖；和圖9A和9B圖解說明的是停車場的樓層和公路銜接斜坡路，其中有益地使用了圖 1的本發(fā)明的航位推算高度計和傾斜計。
具體實施例方式現(xiàn)在將介紹用于實現(xiàn)本發(fā)明思想的優(yōu)選實施方式和最佳模式的詳情。應(yīng)當(dāng)理解， 不必采用優(yōu)選實施方式的所有細(xì)節(jié)，就可以實現(xiàn)本發(fā)明的思想。圖1表示分別用附圖標(biāo)記10和12指代的本發(fā)明的航位推算(DR)高度計設(shè)備和 傾斜計設(shè)備。設(shè)備10、12是要被裝在車輛14中的，此時該車輛14具有與水平面18成未知 傾角θ的前向運(yùn)動方向16。車輛14可以是具有接觸地面25的后輪22和前輪23的汽車、 卡車、有軌電車、無軌電車等等。設(shè)備10、12包括速度計32和探前線性加速度計34。車輛14具有穿過車輛14轉(zhuǎn) 彎中心92 (圖5)的垂直于車輛14的轉(zhuǎn)彎半徑線R(圖5)。對于用前輪23轉(zhuǎn)彎的車輛14， 轉(zhuǎn)彎半徑線R大致上穿過后輪22的輪軸。加速度計34相對于轉(zhuǎn)彎半徑線R而言，具有安 裝線性位置偏移L。圖中所示線性位置偏移L在前向方向16上。DR高度計設(shè)備10包括DR高度計算器40 (圖2)。傾斜計設(shè)備12包括傾角計算器 42(圖2)。速度計32可以是速度測量裝置或者包括用于基于在已知時間周期內(nèi)所測得的 距離計算前進(jìn)速度v(t)的計算裝置的距離測量裝置。速度計32可以是用于測量距離并且 然后基于對后輪或前輪22、23在一個時間周期內(nèi)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行計數(shù)來計算前向方向16上的 速度v(t)的轉(zhuǎn)速計或里程表。或者，速度計32可以利用多普勒雷達(dá)或聲納或者通過從地 面25反射回來的信號進(jìn)行的光學(xué)測量來測量前進(jìn)速度ν (t)。例如，飛機(jī)可以使用帶有根據(jù) 多普勒效應(yīng)計算速度v(t)的速度計32的設(shè)備10、12。加速度計34可以是安裝成用來測量 前向方向16上的加速度am(t)的單軸裝置，也可以是通過使用兩個或三個軸上的線性加 速度測量值的線性組合對前向方向16上的加速度am(t)進(jìn)行測量的兩軸或三軸裝置。圖IA表示具有與車輛14的前向方向16成偏航調(diào)準(zhǔn)角Y的測量方向46的加速 度計34的物理安裝方式。在簡單的情況下，測量方向46與前向方向16是相同的。不過， 可以將加速度計34的傳感器安裝成這樣測量方向46與前向方向16之間在水平面上相差 偏航調(diào)準(zhǔn)角Y。圖2是具有DR高度計算器40和傾角計算器42的航位推算高度設(shè)備10和傾斜計 設(shè)備12的框圖。設(shè)備10、12包括加速度補(bǔ)償器50和偏航速率傳感器52。偏航速率傳感器 52測量偏航角速率ω (t)。加速度補(bǔ)償器50補(bǔ)償偏航角速率ω (t)對所測得加速度α m(t) 的影響和加速度計偏差β對所測得加速度am(t)的影響，以確定經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣萢。(t)。DR高度計算器40使用前進(jìn)速度ν (t)和經(jīng)補(bǔ)償?shù)那跋蚣铀俣圈痢?t)來計算高度 變化ΔΗ。傾角計算器42包括速率計算器55，速率計算器55使用速度ν (t)來確定速度對 時間的變化率Δν/At，然后使用該速率Δ v/At和經(jīng)補(bǔ)償?shù)那跋蚣铀俣萢。(t)來計算傾 角θ。圖3是加速度補(bǔ)償器50的功能框圖。加速度補(bǔ)償器50包括偏航補(bǔ)償器62，偏航 補(bǔ)償器62包括偏航距離補(bǔ)償器64和偏航調(diào)準(zhǔn)補(bǔ)償器66。偏航距離補(bǔ)償器64使用所測得 的偏航角速率ω (t)和偏移L來計算車輛14轉(zhuǎn)彎(偏航)時出現(xiàn)的位置偏移加速度測量誤差，并且為所測得加速度am(t)補(bǔ)償這一誤差。位置偏移誤差是按照《2(t)XL來計算 的。偏航調(diào)準(zhǔn)補(bǔ)償器66使用所測得的偏航角速率ω (t)、速度v(t)和偏航調(diào)準(zhǔn)角Y來計 算車輛14轉(zhuǎn)彎(偏航)時出現(xiàn)的偏航調(diào)準(zhǔn)角加速度測量誤差，并且為所測得加速度am(t) 補(bǔ)償這一誤差。偏航調(diào)準(zhǔn)角誤差是按照ω (t) Xv(t) X γ來計算的。加速度補(bǔ)償器50還包括回位補(bǔ)償檢測器72、重新啟動偏差檢測器74和加速度計 偏差補(bǔ)償器76。補(bǔ)償檢測器72追蹤兩次觸發(fā)之間的高度變化AH’s，并且針對兩次觸發(fā)之間的高 度變化ΔΗ’ s的和為零的情況，或者針對返回高度Hk等于啟動高度H1的情況，確定安裝加 速度計偏差 ^。為了消除停車地點俯仰角的影響，可以將車輛14面向相反方向地停車兩 次，以確定高度Hk和Hi。確定的是導(dǎo)致高度變化ΔΗ’ s之和為零的加速度計偏差 ^。觸 發(fā)可以在設(shè)備10、12檢測到返回到了水平位置時自動進(jìn)行(最好在手動開啟之后)，也可以 在操作者知道他已經(jīng)回到了同一個位置的時候手動進(jìn)行。為了確定加速度計偏差、線性 位置偏移L和偏航調(diào)準(zhǔn)角γ的組合，要將車輛14沿順時針循環(huán)方向開回到開始位置至少 一次并且沿逆時針循環(huán)方向開回到開始位置至少一次。這些操作在圖8以及圖7Β和圖7C 的流程圖中進(jìn)行了圖解說明并且在下面所附的具體介紹中進(jìn)行了介紹。重新啟動偏差檢測器74使用這樣兩種思想在車輛14剛開始動時速度ν (t)仍然 幾乎為零，以及剛開始動時的傾角θ幾乎與車輛14在上次停車之前運(yùn)動時的上次傾角θ ^ 相同。由此，重新啟動加速度計偏差是用方程式1估算的。在方程式1中，加速度α最 好是在進(jìn)行了針對偏航角速率ω (t)的加速度補(bǔ)償之后得到的。g是重力造成的恒定加速 度。1) β ο = a -gsin θ L當(dāng)設(shè)備10、12處于不加電狀態(tài)之后的預(yù)熱過程中時，加速度計偏差β可能會快速 變化。在加速度計偏差β穩(wěn)定到足以精確校準(zhǔn)之前，會有很長一段預(yù)熱期。按照方程式1， 這一問題可以通過使用這樣的假設(shè)來確定重新啟動加速度計偏差而得到緩解假設(shè)剛 開始動時那一刻的傾角θ^還沒有從上一次為停車之前的最后一次運(yùn)動計算的傾角θ^發(fā) 生變化并且假設(shè)剛開始動時那一刻的速度ν (t)為零。加速度計偏差補(bǔ)償器76使用安裝偏差β工和/或重新啟動偏差β C1和/或通過與 外部導(dǎo)航信息進(jìn)行比較而確定的偏差β來補(bǔ)償所測得的加速度am(t)?？梢园柭?(Kalman)濾波器80 (圖4)作為加速度計偏差補(bǔ)償器76的一部分，以便對偏差β連續(xù)進(jìn)行 更好的估算。偏差補(bǔ)償器76可以包括偏差開關(guān)，用于在安裝加速度計偏差、重新啟動加 速度計偏差β ο和卡爾曼濾波器獲得新的校準(zhǔn)值時新校準(zhǔn)的加速度計偏差β之間進(jìn)行切 換。加速度計34的小的垂直失準(zhǔn)角與重力g相作用，使加速度am(t)的測量結(jié)果改 變了接近常數(shù)的重力偏差項gx Sin (垂直失準(zhǔn)角)。這一重力偏差項實際上與所確定并補(bǔ) 償?shù)募铀俣扔嬈瞀孪嗉?或相減)。圖4是具有卡爾曼濾波器80和一個或多個外部定位源82的本發(fā)明的設(shè)備10、12 的優(yōu)選實施方式的框圖。示范性的外部源82包括但不局限于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接 收器84、氣壓高度計85和地圖匹配器86。GNSS接收器84接收并處理GNSS信號，以提供基 于GNSS的定位信息，比如包括基于GNSS的外部海拔高度修正Hext的三維空間位置、時間、三維速度、包括傾角的三維航向、衛(wèi)星信號多普勒和衛(wèi)星偽距。氣壓高度計85提供基于氣 壓的外部海拔高度修正Hext。地圖匹配器86使用來自GNSS接收器84的位置和航向或者卡 爾曼濾波器80的輸出來提供地圖調(diào)整位置，以將公路上或軌道上的位置匹配到電子地圖 上的線路上，并且按照方向航向信息匹配道路或軌道的左側(cè)或右側(cè)。地圖匹配器86然后給 出它的沿著道路或軌道或線路的位置的最佳地圖匹配估計。沿著道路或軌道或線路的位置 可以具有基于地圖的海拔高度Hext，就像在可由卡爾曼濾波器80使用的地形圖上一樣。速度計32、加速度計34和偏航速率傳感器52向卡爾曼濾波器80提供速度ν (t)、 測得的加速度am(t)和偏航角速率ω (t)?？柭鼮V波器80對其輸入端的有噪音的和/或 不連續(xù)的外部海拔高度修正Hext與其輸出端的其航位推算海拔高度H之間的差進(jìn)行濾波， 其中航位推算海拔高速H是通過對高度變化AH's進(jìn)行累加來確定的。經(jīng)過濾波的差用在 反饋環(huán)路中，來提供加速度計偏差β的經(jīng)過校準(zhǔn)的版本?？梢詫⒖柭鼮V波器80以計算 機(jī)可讀指令的形式存儲在有形介質(zhì)上，以便指示計算機(jī)裝置(比如設(shè)備10、1 來執(zhí)行這些 指令。濾波器80使用的所有可以得到的信息可以包括，但不局限于，加速度計偏差β、 高度變化ΔΗ’ S、來自速度計32的速度v(t)(或者來自速度計32的距離As，由這個距離 可以通過Δ S/At來計算速度ν (t))、所測得的前向加速度am(t)(或者得到部分補(bǔ)償?shù)募?速度或得到完全補(bǔ)償?shù)募铀俣萢。(t))和來自外部源82的包括但不局限于外部海拔高度 Hext的定位導(dǎo)航信息。卡爾曼濾波器80使用這一信息來計算包括海拔高度H的三維位置、 三維速度和包括傾角θ的三維航向?？柭鼮V波器80使用連續(xù)性和精確度不斷變化的幾種導(dǎo)航輸入來提供連續(xù)更新 的3D航向、3D位置和3D速度的最佳推定值。這些導(dǎo)航輸入可以包括，但不局限于，大氣壓， 來自GNSS接收器84的GNSS衛(wèi)星偽距和多普勒，緯度、經(jīng)度和外部高度Hext的地圖匹配，航 向的地圖匹配，用于測量偏航角速率ω (t)的偏航速率傳感器52(可以是陀螺儀)，來自速 度計32的速度v(t)或距離S測量結(jié)果以及由加速度計34得到的前向加速度am(t)測量 結(jié)果。GNSS接收器84可以是全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器?？柭鼮V波器80的內(nèi)部或隱藏操作提供加速度計偏差β校準(zhǔn)，用于補(bǔ)償所測 得的加速度am(t)以及對航向、位置和速度輸出進(jìn)行修正和/或平滑?？柭鼮V波器80 以類似于由 Geier 等人擁有的名稱為《position and velocity estimation system for adaptive weighting of GPS and dead reckoning information》的美國專利US5, 416，712 中介紹的卡爾曼濾波器相類似的方式操作，該美國專利的教導(dǎo)以引用的方式并入本申 請。Elliot Kaplan 禾口 Christopher Hegarty 在《Understanding GPS :principles and applications》(第二版，由位于馬薩諸塞州諾伍德的Artech House, Inc.出版，版權(quán)2006， ISBN 1-58053-894-0)中給出了對卡爾曼濾波器80的濾波技術(shù)的更深入理解。由Geier等 人撰寫的關(guān)于陸地車輛內(nèi)的傳感器結(jié)合的第9. 3章尤其有啟發(fā)性。圖5圖解說明的是示出了在加速度計34與穿過車輛14的轉(zhuǎn)彎中心92垂直于車 輛14的轉(zhuǎn)彎半徑線R之間的前向方向16上的位置偏移L。對于使用前輪23轉(zhuǎn)向的車輛 14而言，轉(zhuǎn)彎半徑線R大致上穿過后輪22的輪軸。偏航調(diào)準(zhǔn)角Y是加速度計34的前向方 向46與車輛14的前向方向16之間的夾角。圖6是本發(fā)明確定海拔高度變化ΔΗ和傾角θ的方法的流程圖。該方法的步驟可以以計算機(jī)可讀的形式存儲在有形介質(zhì)100上，以由執(zhí)行這些步驟的計算機(jī)讀取。設(shè)備 10、12可以起到執(zhí)行這些步驟的計算機(jī)的作用、作為執(zhí)行這些步驟的計算機(jī)工作和運(yùn)行。在 步驟102中，測量加速度am(t)。在步驟104中，確定速度ν (t)。在步驟106中，測量偏航 角速率《(t)。在步驟110和112中，針對偏航速率ω (t)的影響來補(bǔ)償加速度am(t)。在 步驟110中，針對作為偏航角速率ω (t)的函數(shù)的線性位置偏移L補(bǔ)償加速度。在步驟112 中，針對作為偏航角速率ω (t)和速度v(t)的函數(shù)的偏航調(diào)準(zhǔn)角Y補(bǔ)償加速度。在步驟 114中，針對加速度計偏差β補(bǔ)償加速度。在安裝校準(zhǔn)中，可以通過回位法(圖8)將加速 度計偏差β確定為加速度計偏差 ^。在重新啟動時，可以由上一次的傾角θ Jf加速度 計偏差β計算(圖7Α)為加速度計偏差 ^。在步驟116中，由速度v(t)和經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣萢。(t)計算海拔高度變化ΔΗ。在 步驟118中，從外部定位源82接收外部定位信息，比如位置、偽距、海拔高度、多普勒和航 向。在步驟122中，對海拔高度變化△ H進(jìn)行累計，以提供DR海拔高度H。為了連續(xù)操作， DR高度計10累計直到最后的前一個DR高度H的一系列海拔高度變化Δ H’ s，以便提供DR 高度H’ s的連續(xù)序列。在步驟124中，基于外部定位信息、利用卡爾曼濾波技術(shù)對DR高度 H進(jìn)行濾波，以便計算包括高度H的三維位置、三維速度和包括傾角θ的三維航向。在步驟 126中，使用DR高度H和外部定位信息、利用卡爾曼濾波技術(shù)重新計算加速度計偏差β，然 后將其應(yīng)用于對用于提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣萢。(t)的加速度計偏差β進(jìn)行更新。在卡爾曼 濾波技術(shù)的多個狀態(tài)下，步驟1 和1 一般一起進(jìn)行。在步驟132中，由速度ν⑴和時間計算速度變化率Δ ν/At。在步驟134中，使用 下面的方程式4、由經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣萢。(t)和速度變化率Δ ν/At來計算傾角θ。圖7Α是計算重新啟動加速度計偏差β ^的方法的流程圖。該方法的步驟可以以計 算機(jī)可讀的形式存儲在有形介質(zhì)150上，以由執(zhí)行這些步驟的計算機(jī)讀取。設(shè)備10、12可 以起到執(zhí)行這些步驟的計算機(jī)的作用、作為執(zhí)行這些步驟的計算機(jī)工作和運(yùn)行。在步驟152 中，計算傾角9’s。當(dāng)設(shè)備10、12斷電時，存儲計算出的最后一個傾角θ。設(shè)備10、12在任意時間段的休眠或關(guān)閉狀態(tài)下被斷電。在步驟154中，開啟設(shè)備 10、12并開始移動。在步驟155中，設(shè)備10、12進(jìn)行工作來測量加速度am(t)并針對偏航 角速度ω (t)補(bǔ)償所測得的加速度a m(t)，以提供上面的方程式1中的加速度a。在步驟 156中，由傾角θ ^在方程式1中計算重新啟動加速度計偏差β —圖7Β是回位校準(zhǔn)方法的實施方式的流程圖。該方法的步驟可以計算機(jī)可讀的形 式存儲在有形介質(zhì)200上，以由執(zhí)行這些步驟的計算機(jī)讀取。設(shè)備10、12可以起到執(zhí)行這 些步驟的計算機(jī)的作用、作為執(zhí)行這些步驟的計算機(jī)工作和運(yùn)行。在步驟202中，接收來自 用戶的回位觸發(fā)，且設(shè)備10、12確定其位置和第一海拔高度Hp在步驟204中，設(shè)備10、12 檢測到它正在移動。在步驟206中，當(dāng)設(shè)備10、12確定了它已在預(yù)定的時間范圍內(nèi)返回到1 至3米的閾值內(nèi)的相同二維水平位置時，確定返回環(huán)路高度Ηκ。時間長度可以在幾秒到幾 分鐘的范圍內(nèi)。按照另外一種可選方式，在接收到第二觸發(fā)時，測量返回環(huán)路高度Ηκ。在簡單情況下，駕駛員在車輛14停放時向設(shè)備10、12發(fā)出觸發(fā)，然后沿環(huán)路駕駛 回到相同的停放位置。該方法進(jìn)行了這樣的假設(shè)當(dāng)檢測到設(shè)備10、12已返回到相同水平 位置或者被第二次觸發(fā)時，返回環(huán)路高度氏與起始高度H1相同。在步驟208中，設(shè)備10、 12確定使得海拔高度變化△ H’ s的總和為零的加速度計偏差β，或者確定使得起始高度H1與返回環(huán)路高度Hk相等的加速度計偏差β。圖7C是用于回位校準(zhǔn)的車輛行駛示意圖。車輛14在位置250啟動，沿逆時針環(huán)繞 252行駛回到起始位置250，以進(jìn)行單環(huán)校準(zhǔn)。為了進(jìn)行雙環(huán)校準(zhǔn)，車輛14繼續(xù)通過順時針 環(huán)繞254回到起始位置250。逆時針環(huán)繞252或順時針繞邪4都可以首先進(jìn)行。環(huán)繞252 和254中的任一個或二者可重復(fù)任意次數(shù)并且結(jié)果求平均，且這些環(huán)無需是精確的圓形。圖8是使用回位方法確定加速度計偏差β的安裝值β工、線性位置偏移L的值以 及偏航調(diào)準(zhǔn)角Y的雙環(huán)安裝校準(zhǔn)的流程圖。該方法的步驟可以以計算機(jī)可讀的形式存儲 在有形介質(zhì)300上，以由執(zhí)行這些步驟的計算機(jī)讀取。設(shè)備10、12可以起到執(zhí)行這些步驟 的計算機(jī)的作用、作為執(zhí)行這些步驟的計算機(jī)工作和運(yùn)行。在步驟304中，使設(shè)備10、12預(yù) 熱。該預(yù)熱使加速度計偏差β穩(wěn)定。在步驟306中，將車輛14面向第一方向停放。測量 第一加速度am(t)。因為車輛14沒有移動，所以所測得的加速度am(t)將會很小。在步驟308中，緩慢駕駛車輛14返回到相同停放位置，并面向相反方向停車。測 量第二加速度am(t)。因為車輛14沒有移動，所以該測得的加速度am(t)將會很小。在 步驟314中，使用第一和第二所測得的加速度am(t)之間的差來區(qū)分加速度計偏差與 重力g因地面25的停放傾角而產(chǎn)生的影響。在步驟316中，設(shè)備10、12使用剛剛計算出來的加速度計偏差β工和預(yù)先選擇的偏 航調(diào)準(zhǔn)角Y和位置偏移L的估算值來確定起始高度Hp在步驟318中，沿順時針(或逆時 針)環(huán)繞迅速駕駛車輛14回到停放位置。該駕駛必須足夠快，才能使得偏航角速率ω (t) 近似于將在操作中遇到的偏航角速率ω (t)’ s。在步驟322中，確定第一回位(RTP)高度 Heio在步驟324中，沿相反方向的環(huán)繞迅速駕駛車輛14回到停放位置。該駕駛必須足夠 快，才能使得偏航角速率ω (t)近似于將在操作中遇到的偏航角速率ω (t)’s。在步驟326 中，確定第二回位(RTP)高度HK2。在步驟3 中，使用下面的方程式2和3并根據(jù)起始高度 H1、第一 RTP高度Hki和第二 RTP高度Hk2計算有效安裝位置偏移L和偏航調(diào)準(zhǔn)角Y。步驟 328確定加速度計偏差β工、位置偏移L和偏航調(diào)準(zhǔn)角Y，以使在起始高度H1與第一環(huán)繞高 度Hki之間以及在第一環(huán)繞高度Hki與第二環(huán)繞高度Hk2之間高度變化Δ H’ s的總和為零； 或者確定加速度計偏差、位置偏移L和偏航調(diào)準(zhǔn)角Y，以使起始高度H1、第一環(huán)繞高度 Hei和第二環(huán)繞高度Hk2相等。高度和傾角的確定下面段落說明設(shè)備10、12計算高度變化ΔΗ和傾角θ的操作。方程式2表示基 于經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣萢。(t)和速度ν (t)、針對測量時間Δ T和重力加速度常數(shù)g計算高度變 化Δ H。2) Δ^ = | Jac(t)v(t)dt-(l/2)[v2(AT)-v2(0)]|(l/g)方程式3表示作為所測得的加速度a m(t)、加速度計偏差β、位置偏航速率誤差 ω2(t) XL和對準(zhǔn)偏航速率誤差ω (t)Xv(t)X γ的函數(shù)的經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣萢。(t)。3) a c(t) = a m (t) + β - ω2 (t) L- ω (t) ν (t) Y對于左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎來說，位置偏航速率誤差是相同的。對于左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎來 說，對準(zhǔn)偏航速率誤差是相等且相反的。方程式4示出了作為經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣萢。(t)和速 度隨時間的變化率△ v/At的函數(shù)的傾角θ。
4) θ = SirT1 {[ ( α c (t) - Δ ν/Δ t]/g}總體優(yōu)點在優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明提高了包括GPS接收器、偏航速率陀螺儀或航向陀螺 儀、傳動軸或輪速度測量裝置以及根據(jù)情況選裝的地圖匹配能力的車輛導(dǎo)航設(shè)備的性能。 本發(fā)明增加了前向方向線性加速度計和數(shù)個加速度計補(bǔ)償算法，以將此設(shè)備的精度提高為 在1米或2米內(nèi)而無需差動GPS測量；并且提供了連續(xù)且平滑的高度和傾角而無需連續(xù)或 平滑的GPS測量。眾所周知，GPS緯度和經(jīng)度測量與高度的誤差相關(guān)聯(lián)的。通過改善對于高度的掌 握，通過這些關(guān)聯(lián)利用本發(fā)明改善了對于緯度和經(jīng)度的掌握。在視野受阻的情況下，GPS速 度可能有噪聲，或者GPS衛(wèi)星信號的幾何結(jié)構(gòu)(DOP)可能較差，或者只有三個GPS衛(wèi)星信號 可用。在這些情況下，改進(jìn)的高度測量使緯度和經(jīng)度的測量得以顯著改進(jìn)。利用比GPS精度更高的本發(fā)明的高度的直接掌握與包括高度信息的地圖匹配數(shù) 據(jù)庫相結(jié)合。使用精確的高度或高度變化信息，地圖匹配算法可迅速地確定車輛是否處在 公路駛出坡道處的兩個平行軌跡中的一個上，這兩個平行軌跡中的一個是上升或下降的， 另一個則不是。只使用GPS和航向陀螺儀可能在直到已經(jīng)行駛了相當(dāng)長距離，到達(dá)兩條可 能的路徑在地圖匹配數(shù)據(jù)庫中水平分開了與GPS精度相稱的距離的地點之前，都不能產(chǎn)生 所需的精度來作出這一判斷。在迅速確定選路信息時，知道車輛是否已離開公路是關(guān)鍵的。 按照本發(fā)明的直接掌握高度也可以在無GPS覆蓋或基于GPS的高度不精確的多層停車結(jié)構(gòu) 中時確立車輛的垂直位置。圖9A圖解說明了停車場的多個樓層512，其中當(dāng)基于GNSS的高度不能可靠地區(qū)分 樓層512時，使用本發(fā)明的DR高度H在由螺旋坡道連接的各樓層512之間進(jìn)行區(qū)分。圖9B圖解說明了公路522、向上銜接斜坡路5 和向下銜接斜坡路526，其中當(dāng)基 于GNSS的航向不能可靠地區(qū)分這些斜坡路時，傾角θ的測量結(jié)果在向上斜坡路5 和向 下斜坡路5 之間進(jìn)行了區(qū)分。雖然用目前優(yōu)選的實施方式介紹了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，這一公開內(nèi)容不應(yīng)解 釋為是限制性的。在閱讀了以上公開內(nèi)容之后，各種超集、子集和等同物對于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員無疑將是顯而易見的。然而，這些超集、子集和等同設(shè)置不應(yīng)視為對本發(fā)明的思想構(gòu)成 限制。因此，意圖將下面的權(quán)利要求解釋為覆蓋本發(fā)明的真實精神和范圍。概念作為簡短概括，本文公開了至少下列寬泛概念。概念1. 一種傾斜計，包括速度計，用于確定前向速度；加速度計，用于測量前向加速度；和傾角計算器，用于基于所述所測得的加速度和所述速度的變化率計算傾角。概念2.按照概念1所述的傾斜計，此外還包括偏航速率傳感器，用于測量偏航角速率；偏航補(bǔ)償器，用于按照所述偏航角速率補(bǔ)償所述所測得的加速度，以確定經(jīng)補(bǔ)償 的加速度；并且其中傾角計算器構(gòu)成為用來使用所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣扰c所述速率一起來計算所述傾
概念3.按照概念2所述的傾斜計，其中偏航補(bǔ)償器包括偏航位置補(bǔ)償器，該偏航位置補(bǔ)償器用于針對所述偏航角速率和 相對于轉(zhuǎn)彎半徑線的線性位置偏移來對所述所測得的加速度進(jìn)行補(bǔ)償，以確定所述經(jīng)補(bǔ)償 的加速度。概念4.按照概念3所述的傾斜計，此外還包括回位補(bǔ)償檢測器，該回位補(bǔ)償檢測器用于使用雙回環(huán)推算所述線性位置偏移，該 雙回環(huán)具有順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞之一之后的第一次回位和所述順時針環(huán)繞或逆時針 環(huán)繞中的另一個之后的第二次回位。概念5.按照概念2所述的傾斜計，其中偏航補(bǔ)償器包括偏航調(diào)準(zhǔn)補(bǔ)償器，該偏航調(diào)準(zhǔn)補(bǔ)償器構(gòu)成為用來針對所述偏航角 速率與偏航調(diào)準(zhǔn)角一起來對所述所測得的加速度進(jìn)行補(bǔ)償，以確定所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣取８拍?.按照概念5所述的傾斜計，此外還包括回位補(bǔ)償檢測器，該回位補(bǔ)償檢測器用于使用雙回環(huán)估算所述偏航調(diào)準(zhǔn)角，該雙 回環(huán)具有順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞之一之后的第一次回位和所述順時針環(huán)繞或逆時針環(huán) 繞中的另一個之后的第二次回位。概念7.按照概念1所述的傾斜計，此外還包括偏差補(bǔ)償器，該偏差補(bǔ)償器用于按照加速度計偏差對所述所測得的加速度進(jìn)行補(bǔ) 償，以確定經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣?，其中傾角計算器構(gòu)成為用來使用所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣扰c所述速率一起來計算所述傾概念8.按照概念7所述的傾斜計，此外還包括DR高度計算器，該DR高度計算器用于根據(jù)所述速度和所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣葋碛?算海拔高度變化；和卡爾曼濾波器，該卡爾曼濾波器構(gòu)成為用來對所述海拔高度變化和外部海拔高度 修正進(jìn)行濾波，以估算所述加速度計偏差。概念9.按照概念8所述的傾斜計，其中所述外部海拔高度修正是從GNSS信號得出的。概念10.按照概念8所述的傾斜計，其中所述外部海拔高度修正是從地圖匹配得出的。概念11.按照概念7所述的傾斜計，此外還包括回位補(bǔ)償檢測器，該回位補(bǔ)償檢測器用于根據(jù)回位估算所述加速度計偏差。概念12.按照概念7所述的傾斜計，此外還包括回位補(bǔ)償檢測器，該回位補(bǔ)償檢測器用于根據(jù)朝向相反方向的回位估算所述加速 度計偏差。概念13.按照概念7所述的傾斜計，此外還包括重新啟動偏差檢測器，該重新啟動偏差檢測器用于估算暫?；顒訒r段之后重新開 始運(yùn)動時的所述加速度計偏差，所述估算基于所述暫?；顒訒r段之前的最后一個所述傾
概念14.按照概念1所述的傾斜計，此外還包括GNSS接收器，該GNSS接收器用于確定基于GNSS的位置和包括基于GNSS的傾角的 基于GNSS的三維航向；偏航速率傳感器，用于測量偏航角速率；并且其中傾角計算器構(gòu)成為用來使用所述偏航角速率、所述基于GNSS的位置、所述速率和 所述所測得的加速度來確定精度比所述基于GNSS的向上航向更高的航位推算傾角。概念15.按照概念14所述的傾斜計，此外還包括電子路線圖，該電子路線圖具有相互接近的具有不同道路傾角的第一和第二平行 銜接斜坡路；并且其中所述航位推算傾角用于在所述斜坡路不能由所述基于GNSS的位置可靠地區(qū)分開 來的時候在所述第一和第二斜坡路之間進(jìn)行區(qū)分。概念16. —種確定傾角的方法，包括確定前向速度；測量前向加速度；和基于所述所測得的加速度和所述速度的變化率來計算傾角。概念17.按照概念16所述的方法，此外還包括測量偏航角速率；按照所述偏航角速率補(bǔ)償所述所測得的加速度，以確定經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣?；并且?中計算所述傾角包括使用所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣扰c所述速率一起來計算所述傾角。概念18.按照概念17所述的方法，其中按照所述偏航角速率補(bǔ)償所述所測得的加速度包括針對所述偏航角速率和相對 于轉(zhuǎn)彎半徑線的線性位置偏移來進(jìn)行補(bǔ)償，以確定所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣取８拍?9.按照概念18所述的方法，此外還包括估算所述線性位置偏移包括使用雙環(huán)，該雙環(huán)具有順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞之一 之后的第一次回位和所述順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞中的另一個之后的第二次回位。概念20.按照概念17所述的方法，其中按照所述偏航角速率補(bǔ)償所述所測得的加速度包括針對所述偏航角速率和偏航 調(diào)準(zhǔn)角一起來進(jìn)行補(bǔ)償，以確定所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣?。概?1.按照概念20所述的方法，此外還包括估算所述偏航調(diào)準(zhǔn)角包括使用雙環(huán)，該雙環(huán)具有順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞之一之 后的第一次回位和所述順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞中的另一個之后的第二次回位。概念22.按照概念16所述的方法，此外還包括按照加速度計偏差補(bǔ)償所述所測得的加速度，以提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣?；其中計算所述傾角包括使用所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣扰c所述速率一起來計算所述傾角。概念23.按照概念22所述的方法，此外還包括根據(jù)所述速度和所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣葋碛嬎愫０胃叨茸兓?；和對所述海拔高度變化和外部海拔高度修正一起進(jìn)行卡爾曼濾波，以估算所述加速 度計偏差。
概念24.按照概念23所述的方法，此外還包括從GNSS信號得出所述外部海拔高度修正。概念25.按照概念23所述的方法，其中從地圖匹配得出所述外部海拔高度修正。概念26.按照概念22所述的方法，此外還包括根據(jù)回位估算所述加速度計偏差。概念27.按照概念22所述的方法，此外還包括根據(jù)朝向相反方向的回位估算所述加速度計偏差。概念28.按照概念22所述的方法，此外還包括估算暫?；顒訒r段之后重新開始運(yùn)動時的所述加速度計偏差，所述估算基于所述 暫?；顒訒r段之前的最后一個所述傾角。概念29.按照概念16所述的方法，此外還包括確定基于GNSS的位置和包括基于GNSS的傾角的基于GNSS的三維航向；測量偏航角速率；并且其中計算所述傾角包括使用所述偏航角速率、所述基于GNSS的位置、所述速率和所述 所測得的加速度來提供精度比所述基于GNSS的傾角更高的航位推算傾角。概念30.按照概念四所述的方法，此外還包括提供電子路線圖，該電子路線圖具有相互接近的具有不同道路傾角的第一和第二 平行銜接斜坡路；和使用所述航位推算傾角來在所述斜坡路不能由所述基于GNSS的位置可靠地區(qū)分 開來的時候?qū)λ龅谝缓偷诙逼侣愤M(jìn)行區(qū)分。
權(quán)利要求
1.一種傾斜計，包括 速度計，用于確定前向速度；加速度計，用于測量前向加速度；和傾角計算器，用于基于所測得的加速度和所述速度的變化率計算傾角。
2.按照權(quán)利要求1所述的傾斜計，還包括 偏航速率傳感器，用于測量偏航角速率；偏航補(bǔ)償器，用于按照所述偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度，以確定經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣龋?并且其中，傾角計算器被構(gòu)造為使用所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣扰c所述速率一起來計算所述傾角。
3.按照權(quán)利要求2所述的傾斜計，其中偏航補(bǔ)償器包括偏航位置補(bǔ)償器，該偏航位置補(bǔ)償器用于針對所述偏航角速率和相 對于轉(zhuǎn)彎半徑線的線性位置偏移來對所測得的加速度進(jìn)行補(bǔ)償，以確定所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣取?br> 4.按照權(quán)利要求3所述的傾斜計，還包括回位補(bǔ)償檢測器，該回位補(bǔ)償檢測器用于使用雙回環(huán)推算所述線性位置偏移，該雙回 環(huán)具有順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞之一之后的第一次回位和所述順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞 中的另一個之后的第二次回位。
5.按照權(quán)利要求2所述的傾斜計，其中偏航補(bǔ)償器包括偏航調(diào)準(zhǔn)補(bǔ)償器，該偏航調(diào)準(zhǔn)補(bǔ)償器構(gòu)成為用來針對所述偏航角速率 與偏航調(diào)準(zhǔn)角一起來對所測得的加速度進(jìn)行補(bǔ)償，以確定所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣取?br> 6.按照權(quán)利要求5所述的傾斜計，還包括回位補(bǔ)償檢測器，該回位補(bǔ)償檢測器用于使用雙回環(huán)估算所述偏航調(diào)準(zhǔn)角，該雙回環(huán) 具有順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞之一之后的第一次回位和所述順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞中 的另一個之后的第二次回位。
7.按照權(quán)利要求1所述的傾斜計，還包括偏差補(bǔ)償器，該偏差補(bǔ)償器用于按照加速度計偏差對所測得的加速度進(jìn)行補(bǔ)償，以確 定經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣?，其中傾角計算器被構(gòu)造為使用所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣扰c所述速率一起來計算所述傾角。
8.按照權(quán)利要求7所述的傾斜計，還包括DR高度計算器，該DR高度計算器用于根據(jù)所述速度和所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣葋碛嬎愫?拔高度變化；和卡爾曼濾波器，該卡爾曼濾波器被構(gòu)造為對所述海拔高度變化和外部海拔高度修正進(jìn) 行濾波，以估算所述加速度計偏差。
9.按照權(quán)利要求8所述的傾斜計，其中 所述外部海拔高度修正是從GNSS信號得出的。
10.按照權(quán)利要求8所述的傾斜計，其中 所述外部海拔高度修正是從地圖匹配得出的。
11.按照權(quán)利要求7所述的傾斜計，還包括回位補(bǔ)償檢測器，該回位補(bǔ)償檢測器用于根據(jù)回位估算所述加速度計偏差。
12.按照權(quán)利要求7所述的傾斜計，還包括回位補(bǔ)償檢測器，該回位補(bǔ)償檢測器用于根據(jù)朝向相反方向的回位估算所述加速度計偏差。
13.按照權(quán)利要求7所述的傾斜計，還包括重新啟動偏差檢測器，該重新啟動偏差檢測器用于估算暫停活動時段之后重新開始運(yùn) 動時的所述加速度計偏差，所述估算基于所述暫停活動時段之前的最后一個所述傾角。
14.按照權(quán)利要求1所述的傾斜計，還包括GNSS接收器，該GNSS接收器用于確定基于GNSS的位置和包括基于GNSS的傾角的基于 GNSS的三維航向；偏航速率傳感器，用于測量偏航角速率；并且其中傾角計算器被構(gòu)造為使用所述偏航角速率、所述基于GNSS的位置、所述速率和所測得 的加速度來確定精度比所述基于GNSS的向上航向更高的航位推算傾角。
15.按照權(quán)利要求14所述的傾斜計，還包括電子路線圖，該電子路線圖具有相互接近的具有不同道路傾角的第一和第二平行銜接 斜坡路；并且其中所述航位推算傾角用于在所述斜坡路不能由所述基于GNSS的位置可靠地區(qū)分開來的 時候在所述第一和第二斜坡路之間進(jìn)行區(qū)分。
16.一種確定傾角的方法，包括 確定前向速度；測量前向加速度；和基于所測得的加速度和所述速度的變化率來計算傾角。
17.按照權(quán)利要求16所述的方法，還包括 測量偏航角速率；按照所述偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度，以確定經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣?；并且其?計算所述傾角包括使用所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣扰c所述速率一起來計算所述傾角。
18.按照權(quán)利要求17所述的方法，其中按照所述偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度包括針對所述偏航角速率和相對于轉(zhuǎn)彎半 徑線的線性位置偏移來進(jìn)行補(bǔ)償，以確定所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣取?br> 19.按照權(quán)利要求18所述的方法，還包括估算所述線性位置偏移包括使用雙環(huán)，該雙環(huán)具有順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞之一之后 的第一次回位和所述順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞中的另一個之后的第二次回位。
20.按照權(quán)利要求17所述的方法，其中按照所述偏航角速率補(bǔ)償所測得的加速度包括針對所述偏航角速率和偏航調(diào)準(zhǔn)角一 起來進(jìn)行補(bǔ)償，以確定所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣取?br> 21.按照權(quán)利要求20所述的方法，還包括估算所述偏航調(diào)準(zhǔn)角包括使用雙環(huán)，該雙環(huán)具有順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞之一之后的 第一次回位和所述順時針環(huán)繞或逆時針環(huán)繞中的另一個之后的第二次回位。
22.按照權(quán)利要求16所述的方法，還包括按照加速度計偏差補(bǔ)償所測得的加速度，以提供經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣?；其中計算所述傾角包括使用所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣扰c所述速率一起來計算所述傾角。
23.按照權(quán)利要求22所述的方法，還包括根據(jù)所述速度和所述經(jīng)補(bǔ)償?shù)募铀俣葋碛嬎愫０胃叨茸兓缓?對所述海拔高度變化和外部海拔高度修正一起進(jìn)行卡爾曼濾波，以估算所述加速度計偏差。
24.按照權(quán)利要求23所述的方法，還包括 從GNSS信號得出所述外部海拔高度修正。
25.按照權(quán)利要求23所述的方法，其中 從地圖匹配得出所述外部海拔高度修正。
26.按照權(quán)利要求22所述的方法，還包括 根據(jù)回位估算所述加速度計偏差。
27.按照權(quán)利要求22所述的方法，還包括根據(jù)朝向相反方向的回位估算所述加速度計偏差。
28.按照權(quán)利要求22所述的方法，還包括估算暫?；顒訒r段之后重新開始運(yùn)動時的所述加速度計偏差，所述估算基于所述暫停 活動時段之前的最后一個所述傾角。
29.按照權(quán)利要求16所述的方法，還包括確定基于GNSS的位置和包括基于GNSS的傾角的基于GNSS的三維航向； 測量偏航角速率；并且其中計算所述傾角包括使用所述偏航角速率、所述基于GNSS的位置、所述速率和所測得的 加速度來提供精度比所述基于GNSS的傾角更高的航位推算傾角。
30.按照權(quán)利要求四所述的方法，還包括提供電子路線圖，該電子路線圖具有相互接近的具有不同道路傾角的第一和第二平行 銜接斜坡路；和使用所述航位推算傾角來在所述斜坡路不能由所述基于GNSS的位置可靠地區(qū)分開來 的時候?qū)λ龅谝缓偷诙逼侣愤M(jìn)行區(qū)分。
全文摘要
一種使用速度計和前向加速度計來測量傾角的傾斜計。
文檔編號G01C9/06GK102057247SQ200980122031
公開日2011年5月11日 申請日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者彼得·范懷克·盧米斯 申請人:天寶導(dǎo)航有限公司