專(zhuān)利名稱(chēng)：一種汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)在線(xiàn)標(biāo)定方法，特別是關(guān)于一種用于汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)的汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
隨著近些年機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的快速增長(zhǎng)和城市道路網(wǎng)絡(luò)的日趨復(fù)雜，汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)得以迅速發(fā)展，尤其是將GPS和運(yùn)動(dòng)傳感器結(jié)合的組合型汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍。這類(lèi)汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)一般由GPS、微機(jī)械陀螺、車(chē)速傳感器和嵌入式計(jì)算機(jī)構(gòu)成。其中，GPS提供車(chē)輛的定位信息，包括位置、方位角和在用星數(shù)等，微機(jī)械陀螺提供與車(chē)輛角速度相關(guān)的陀螺輸出電壓，車(chē)速傳感器用于測(cè)量車(chē)速，由于目前多數(shù)汽車(chē)的CAN總線(xiàn)信息中都包含 有車(chē)速，因此很多汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)直接從CAN總線(xiàn)獲取車(chē)速信息，以取代車(chē)速傳感器。GPS、微機(jī)械陀螺和車(chē)速傳感器均與嵌入式計(jì)算機(jī)相連，將各自測(cè)量到的信息輸送給嵌入式計(jì)算機(jī)，嵌入式計(jì)算機(jī)對(duì)各部件輸送來(lái)的信息進(jìn)行處理，例如在GPS信號(hào)良好時(shí)，嵌入式計(jì)算機(jī)利用GPS位置信息，運(yùn)行地圖匹配算法判斷汽車(chē)的行駛道路，完成汽車(chē)的定位和導(dǎo)航；在沒(méi)有GPS信號(hào)時(shí)，嵌入式計(jì)算機(jī)利用車(chē)速傳感器測(cè)量的車(chē)速和微機(jī)械陀螺提供的與車(chē)輛角速度相關(guān)的陀螺輸出電壓，運(yùn)行航位推算算法得到汽車(chē)的行駛位置，完成汽車(chē)的定位和導(dǎo)航。上面提及的微機(jī)械陀螺是汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)中常用的一種傳感器，用于測(cè)量汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的角速度，積分后可得汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的角度變化量，通過(guò)累計(jì)車(chē)輛在水平方向(平行于路面)的角度變化量，可以推算車(chē)輛的行駛方向，為汽車(chē)導(dǎo)航提供支持。汽車(chē)用微機(jī)械陀螺的精度級(jí)別一般為民用級(jí)，具有成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，但存在系統(tǒng)參數(shù)變化大以及需要經(jīng)常標(biāo)定的缺點(diǎn)。如果微機(jī)械陀螺的關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)之一的標(biāo)度因子存在誤差，那么在航位推算過(guò)程中，該誤差就會(huì)逐步累積，從而導(dǎo)致汽車(chē)行駛方位的推算精度大幅度下降。微機(jī)械陀螺的標(biāo)度因子是指微機(jī)械陀螺在測(cè)量過(guò)程中，輸出電壓變化與表征的角速度測(cè)量值之間的比例系數(shù)。傳統(tǒng)的微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子的標(biāo)定方法分靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定兩種。靜態(tài)標(biāo)定方法是在微機(jī)械陀螺安裝前對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，由于標(biāo)度因子誤差與微機(jī)械陀螺的特性和工作條件相關(guān)，在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中會(huì)實(shí)時(shí)變化，因此靜態(tài)標(biāo)定方法無(wú)法滿(mǎn)足汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)的使用需要。動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法是在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中對(duì)微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子進(jìn)行標(biāo)定?，F(xiàn)有的動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法包括最優(yōu)估計(jì)法(《基于GPS/DR的車(chē)輛導(dǎo)航中在線(xiàn)計(jì)算陀螺儀參數(shù)的一種方法》，《電子器件》2007年第I期)和利用電子地圖數(shù)據(jù)標(biāo)定法(《車(chē)載航位推算系統(tǒng)中傳感器參數(shù)的在線(xiàn)標(biāo)定》，《測(cè)控技術(shù)》2008年12期)。最優(yōu)估計(jì)法建立轉(zhuǎn)角與標(biāo)度因子的函數(shù)關(guān)系，并通過(guò)求解殘差平方和最小意義下的最優(yōu)解計(jì)算新的標(biāo)度因子，該方法涉及矩陣運(yùn)算、解超定方程等，運(yùn)算復(fù)雜，不適宜用于運(yùn)算能力較低的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)，同時(shí)該方法由于需要很長(zhǎng)時(shí)間才能完成標(biāo)定，因此實(shí)時(shí)性較差。利用電子地圖數(shù)據(jù)標(biāo)定法是通過(guò)GPS信息結(jié)合電子地圖在大轉(zhuǎn)彎處進(jìn)行刻度因子標(biāo)定，該方法首先在電子地圖上選定拐彎路段集中、角度較大且GPS觀(guān)測(cè)條件良好的路段作為特定的標(biāo)定區(qū)域，當(dāng)車(chē)輛行駛到該區(qū)域時(shí)，如果轉(zhuǎn)彎前后GPS方位角變化量超過(guò)某個(gè)閾值，則以得到的GPS方位角變化量為基準(zhǔn)計(jì)算新的標(biāo)度因子。為確保標(biāo)定精度，該方法需要預(yù)先在電子地圖中選定GPS觀(guān)測(cè)條件良好、轉(zhuǎn)彎集中且轉(zhuǎn)彎角度較大的路段，當(dāng)車(chē)輛行駛到該路段時(shí)才啟動(dòng)標(biāo)定，應(yīng)用局限性很大，同時(shí)該方法由于依賴(lài)于電子地圖中的道路信息，因此在不啟用真實(shí)導(dǎo)航的情況下無(wú)法進(jìn)行。綜上所述，現(xiàn)有的微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子的標(biāo)定方法分別存在著標(biāo)定算法較為復(fù)雜，實(shí)時(shí)性較差和車(chē)輛運(yùn)行條件要求較高等問(wèn)題，難以用于具有成本限制高、運(yùn)行條件復(fù)雜和嵌入式計(jì)算能力較低等特點(diǎn)的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種快速簡(jiǎn)潔，能夠節(jié)約計(jì)算資源的汽車(chē)用 微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法，它包括以下步驟I)當(dāng)在線(xiàn)標(biāo)定周期開(kāi)始時(shí)，判斷是否進(jìn)行在線(xiàn)標(biāo)定如果用戶(hù)開(kāi)啟了在線(xiàn)標(biāo)定功能，進(jìn)入步驟2)；如果用戶(hù)關(guān)閉了在線(xiàn)標(biāo)定功能，進(jìn)入步驟5)；2)查看前一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期在線(xiàn)標(biāo)定功能是否開(kāi)啟如果前一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期在線(xiàn)標(biāo)定功能關(guān)閉，則將GPS參考方位角初始化為0，進(jìn)入步驟3)；如果前一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期在線(xiàn)標(biāo)定功能開(kāi)啟，則直接進(jìn)入步驟3)；3)判斷微機(jī)械陀螺當(dāng)前標(biāo)度因子是否失準(zhǔn)3. I)通過(guò)GPS獲取當(dāng)前車(chē)輛位置、GPS方位角和在用星數(shù)，通過(guò)微機(jī)械陀螺獲取當(dāng)前陀螺輸出電壓，通過(guò)車(chē)速傳感器獲取當(dāng)前車(chē)速；3. 2)判斷當(dāng)前GPS方位角是否滿(mǎn)足精度要求如果當(dāng)前在用星數(shù)大于給定的在用星數(shù)閾值，當(dāng)前車(chē)速大于等于給定的車(chē)速閾值，則當(dāng)前GPS方位角滿(mǎn)足精度要求，用作GPS試探方位角，進(jìn)入步驟3. 3);否則返回步驟I);3. 3)計(jì)算GPS轉(zhuǎn)角和陀螺轉(zhuǎn)角GPS轉(zhuǎn)角是GPS試探方位角與GPS參考方位角之間的角度變化量；陀螺轉(zhuǎn)角由與GPS轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的陀螺輸出電壓換算為角速度后積分獲得；3. 4)判斷GPS轉(zhuǎn)角是否有效如果GPS轉(zhuǎn)角大于給定的轉(zhuǎn)角閾值，GPS參考方位角和GPS試探方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻的時(shí)間間隔大于給定的時(shí)間間隔閾值，從GPS參考方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻到GPS試探方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻的時(shí)間段內(nèi)陀螺電壓采樣個(gè)數(shù)與GPS轉(zhuǎn)角的比值小于給定的比值閾值，則該GPS轉(zhuǎn)角有效，進(jìn)入步驟3. 5)；否則該GPS轉(zhuǎn)角無(wú)效，進(jìn)入步驟3. 7);3. 5)以當(dāng)前的GPS試探方位角作為新的GPS參考方位角；3. 6)判斷GPS轉(zhuǎn)角與對(duì)應(yīng)陀螺轉(zhuǎn)角的差值是否大于GPS轉(zhuǎn)角指定的倍數(shù)
如果大于GPS轉(zhuǎn)角指定的倍數(shù)，則當(dāng)前標(biāo)度因子失準(zhǔn)，進(jìn)入步驟4)；如果小于等于GPS轉(zhuǎn)角指定的倍數(shù)，則當(dāng)前標(biāo)度因子未失準(zhǔn)，返回步驟I)；3. 7)判斷GPS參考方位角和GPS試探方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻的時(shí)間間隔是否過(guò)長(zhǎng)如果時(shí)間間隔大于給定的過(guò)長(zhǎng)時(shí)間閾值，進(jìn)入步驟3. 8)；如果時(shí)間間隔小于等于給定的過(guò)長(zhǎng)時(shí)間閾值，返回步驟I)；3.8)以當(dāng)前的GPS試探方位角作為新的GPS參考方位角，返回步驟I)；4)根據(jù)步驟3. 3)獲得的GPS轉(zhuǎn)角和陀螺轉(zhuǎn)角，以及當(dāng)前標(biāo)度因子計(jì)算新的標(biāo)度因子，等待下一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期的到來(lái)，返回步驟I);
5)結(jié)束。上述步驟I)中，在線(xiàn)標(biāo)定周期設(shè)置為一個(gè)GPS信息的接收周期。上述步驟3.2)中，在用星數(shù)閾值大于等于4顆，車(chē)速閾值大于等于0 ;步驟3. 4)中，轉(zhuǎn)角閾值大于等于0，時(shí)間間隔閾值大于等于I秒，比值閾值大于等于I個(gè)每度；步驟3.7)中，過(guò)長(zhǎng)時(shí)間閾值大于等于步驟3. 4)中的時(shí)間間隔閾值。上述步驟3. 2)中，在用星數(shù)閾值設(shè)定為9顆，車(chē)速閾值設(shè)定為15米每秒；步驟3. 4)中，轉(zhuǎn)角閾值設(shè)定為90度，時(shí)間間隔閾值設(shè)定為3秒，比值閾值設(shè)定為4. I個(gè)每度；步驟3. 6)中，指定的倍數(shù)設(shè)定為0. 0566 ;步驟3. 7)中，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)閾值設(shè)定為10秒。上述步驟4)中，計(jì)算新的標(biāo)度因子的計(jì)算公式如下
新的標(biāo)度因子=X當(dāng)前標(biāo)度因子。本發(fā)明由于采取上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)本方法利用汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)中常見(jiàn)的車(chē)載GPS設(shè)備和車(chē)速傳感器，進(jìn)行汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子的快速在線(xiàn)標(biāo)定，根據(jù)本發(fā)明的在線(xiàn)標(biāo)定方法，能夠在車(chē)輛行駛過(guò)程中，對(duì)微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子失準(zhǔn)進(jìn)行判斷，當(dāng)標(biāo)度因子失準(zhǔn)時(shí)再對(duì)微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定，可以節(jié)約計(jì)算資源，提高微機(jī)械陀螺角速度的測(cè)量精度，使用其測(cè)得的角速度推算汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而為提高汽車(chē)導(dǎo)航的準(zhǔn)確性提供了基礎(chǔ)。本方法標(biāo)定條件寬松，特別適用于具有成本限制高、運(yùn)行條件復(fù)雜和嵌入式計(jì)算能力較低等特點(diǎn)的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)。


圖I是本發(fā)明所采用的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的標(biāo)定流程示意3是本發(fā)明的標(biāo)度因子失準(zhǔn)判斷流程示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。通過(guò)附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。如圖I所示，本發(fā)明所采用的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)由GPS、微機(jī)械陀螺、車(chē)速傳感器和嵌入式計(jì)算機(jī)構(gòu)成。其中，GPS、微機(jī)械陀螺和車(chē)速傳感器均與嵌入式計(jì)算機(jī)相連；GPS提供汽車(chē)定位信息，包括GPS方位角和在用星數(shù)，微機(jī)械陀螺提供與車(chē)輛角速度相關(guān)的陀螺輸出電壓，車(chē)速傳感器(也可以由CAN總線(xiàn)代替)提供車(chē)速，嵌入式計(jì)算機(jī)提供在線(xiàn)標(biāo)定方法的運(yùn)算平臺(tái)，融合GPS、微機(jī)械陀螺和車(chē)速傳感器輸送來(lái)的信息，完成微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子的在線(xiàn)標(biāo)定。如圖2所示，本發(fā)明基于上述汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)的微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子標(biāo)定方法包括以下步驟I)當(dāng)在線(xiàn)標(biāo)定周期開(kāi)始時(shí)，判斷是否進(jìn)行在線(xiàn)標(biāo)定如果用戶(hù)開(kāi)啟了在線(xiàn)標(biāo)定功能，則進(jìn)入步驟2)；
如果用戶(hù)關(guān)閉了在線(xiàn)標(biāo)定功能，則進(jìn)入步驟5)；2)查看前一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期在線(xiàn)標(biāo)定功能是否開(kāi)啟如果前一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期在線(xiàn)標(biāo)定功能關(guān)閉，則將GPS參考方位角初始化為0，進(jìn)入步驟3)；如果前一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期在線(xiàn)標(biāo)定功能也開(kāi)啟，則直接進(jìn)入步驟3)；3)如圖3所示，判斷微機(jī)械陀螺當(dāng)前標(biāo)度因子是否失準(zhǔn)3. I)通過(guò)GPS獲取當(dāng)前車(chē)輛位置、GPS方位角和在用星數(shù)，通過(guò)微機(jī)械陀螺獲取表征當(dāng)前車(chē)輛角速度的陀螺輸出電壓，通過(guò)車(chē)速傳感器獲取當(dāng)前車(chē)速；3. 2)判斷當(dāng)前GPS方位角是否滿(mǎn)足精度要求如果當(dāng)前在用星數(shù)大于給定的在用星數(shù)閾值，當(dāng)前車(chē)速大于等于給定的車(chē)速閾值，則當(dāng)前GPS方位角滿(mǎn)足精度要求，用作GPS試探方位角，進(jìn)入步驟3. 3);否則返回步驟I);3. 3)計(jì)算GPS轉(zhuǎn)角和陀螺轉(zhuǎn)角GPS轉(zhuǎn)角也即GPS方位角變化量，是GPS試探方位角與GPS參考方位角之間的角度變化量；陀螺轉(zhuǎn)角由與GPS轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的陀螺輸出電壓換算為角速度后積分獲得；3. 4)判斷GPS轉(zhuǎn)角是否有效如果GPS轉(zhuǎn)角大于給定的轉(zhuǎn)角閾值，GPS參考方位角和GPS試探方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻的時(shí)間間隔大于給定的時(shí)間間隔閾值，從GPS參考方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻到GPS試探方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻的時(shí)間段內(nèi)陀螺電壓采樣個(gè)數(shù)與GPS轉(zhuǎn)角的比值小于給定的比值閾值，則該GPS轉(zhuǎn)角有效，進(jìn)入步驟3. 5)；否則該GPS轉(zhuǎn)角無(wú)效，進(jìn)入步驟3. 7);3. 5 )更新GPS參考方位角以當(dāng)前的GPS試探方位角作為新的GPS參考方位角；3. 6)判斷GPS轉(zhuǎn)角與對(duì)應(yīng)陀螺轉(zhuǎn)角的差值是否大于GPS轉(zhuǎn)角指定的倍數(shù)如果大于GPS轉(zhuǎn)角指定的倍數(shù)，則當(dāng)前標(biāo)度因子失準(zhǔn)，進(jìn)入步驟4)；如果小于等于GPS轉(zhuǎn)角指定的倍數(shù)，則當(dāng)前標(biāo)度因子未失準(zhǔn)，返回步驟I)；3. 7)判斷GPS參考方位角和GPS試探方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻的時(shí)間間隔是否過(guò)長(zhǎng)如果時(shí)間間隔大于給定的過(guò)長(zhǎng)時(shí)間閾值，進(jìn)入步驟3. 8)；如果時(shí)間間隔小于等于給定的過(guò)長(zhǎng)時(shí)間閾值，返回步驟I)；3. 8)更新GPS參考方位角以當(dāng)前的GPS試探方位角作為新的GPS參考方位角，返回步驟I)；
4)根據(jù)步驟3. 3)獲得的GPS轉(zhuǎn)角和陀螺轉(zhuǎn)角，以及當(dāng)前標(biāo)度因子計(jì)算新的標(biāo)度因子，等待下一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期的到來(lái)，返回步驟I);5)結(jié)束。上述步驟I)中，在線(xiàn)標(biāo)定周期可以設(shè)置為一個(gè)GPS信息的接收周期(單位為秒)。上述步驟3)的目的是為是否計(jì)算新標(biāo)度因子提供判斷依據(jù)，避免在當(dāng)前標(biāo)度因子未失準(zhǔn)的情況下重復(fù)計(jì)算新標(biāo)度因子而造成汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)嵌入式計(jì)算機(jī)的計(jì)算資源浪費(fèi)。其中，各個(gè)閾值的選取設(shè)定須要滿(mǎn)足一定的條件，其具體內(nèi)容如下步驟3.2)中，在用星數(shù)閾值必須大于等于4顆，車(chē)速閾值必須大于等于O。步驟3. 4)中，轉(zhuǎn)角閾值必須大于等于0，時(shí)間間隔閾值必須大于等于I秒，比值閾值必須大于等于I個(gè)每度。 步驟3. 7)中，過(guò)長(zhǎng)時(shí)間閾值必須大于等于步驟3. 4)中的時(shí)間間隔閾值。由此，根據(jù)上述要求，本實(shí)施例的在用星數(shù)閾值可以設(shè)定為9顆，車(chē)速閾值可以設(shè)定為15米每秒，轉(zhuǎn)角閾值可以設(shè)定為90度，時(shí)間間隔閾值可以設(shè)定為3秒，比值閾值可以設(shè)定為4. I個(gè)每度,指定的倍數(shù)可以設(shè)定為0. 0566,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)閾值可以設(shè)定為10秒。上述步驟4)中，根據(jù)步驟3. 3)獲得的GPS轉(zhuǎn)角和陀螺轉(zhuǎn)角，以及當(dāng)前標(biāo)度因子計(jì)
算新的標(biāo)度因子，其計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.一種汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法，它包括以下步驟 1)當(dāng)在線(xiàn)標(biāo)定周期開(kāi)始時(shí)，判斷是否進(jìn)行在線(xiàn)標(biāo)定 如果用戶(hù)開(kāi)啟了在線(xiàn)標(biāo)定功能，進(jìn)入步驟2)； 如果用戶(hù)關(guān)閉了在線(xiàn)標(biāo)定功能，進(jìn)入步驟5)； 2)查看前一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期在線(xiàn)標(biāo)定功能是否開(kāi)啟 如果前一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期在線(xiàn)標(biāo)定功能關(guān)閉，則將GPS參考方位角初始化為O，進(jìn)入步驟3)； 如果前一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期在線(xiàn)標(biāo)定功能開(kāi)啟，則直接進(jìn)入步驟3)； 3)判斷微機(jī)械陀螺當(dāng)前標(biāo)度因子是否失準(zhǔn) 3. I)通過(guò)GPS獲取當(dāng)前車(chē)輛位置、GPS方位角和在用星數(shù)，通過(guò)微機(jī)械陀螺獲取當(dāng)前陀螺輸出電壓，通過(guò)車(chē)速傳感器獲取當(dāng)前車(chē)速； 3. 2)判斷當(dāng)前GPS方位角是否滿(mǎn)足精度要求 如果當(dāng)前在用星數(shù)大于給定的在用星數(shù)閾值，當(dāng)前車(chē)速大于等于給定的車(chē)速閾值，則當(dāng)前GPS方位角滿(mǎn)足精度要求，用作GPS試探方位角，進(jìn)入步驟3. 3); 否則返回步驟I); 3. 3)計(jì)算GPS轉(zhuǎn)角和陀螺轉(zhuǎn)角 GPS轉(zhuǎn)角是GPS試探方位角與GPS參考方位角之間的角度變化量； 陀螺轉(zhuǎn)角由與GPS轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的陀螺輸出電壓換算為角速度后積分獲得； 3. 4)判斷GPS轉(zhuǎn)角是否有效 如果GPS轉(zhuǎn)角大于給定的轉(zhuǎn)角閾值，GPS參考方位角和GPS試探方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻的時(shí)間間隔大于給定的時(shí)間間隔閾值，從GPS參考方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻到GPS試探方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻的時(shí)間段內(nèi)陀螺電壓采樣個(gè)數(shù)與GPS轉(zhuǎn)角的比值小于給定的比值閾值，則該GPS轉(zhuǎn)角有效，進(jìn)入步驟3. 5)； 否則該GPS轉(zhuǎn)角無(wú)效，進(jìn)入步驟3. 7); 3. 5)以當(dāng)前的GPS試探方位角作為新的GPS參考方位角； 3. 6)判斷GPS轉(zhuǎn)角與對(duì)應(yīng)陀螺轉(zhuǎn)角的差值是否大于GPS轉(zhuǎn)角指定的倍數(shù) 如果大于GPS轉(zhuǎn)角指定的倍數(shù)，則當(dāng)前標(biāo)度因子失準(zhǔn)，進(jìn)入步驟4)； 如果小于等于GPS轉(zhuǎn)角指定的倍數(shù)，則當(dāng)前標(biāo)度因子未失準(zhǔn)，返回步驟I)； 3.7)判斷GPS參考方位角和GPS試探方位角對(duì)應(yīng)時(shí)刻的時(shí)間間隔是否過(guò)長(zhǎng) 如果時(shí)間間隔大于給定的過(guò)長(zhǎng)時(shí)間閾值，進(jìn)入步驟3. 8)； 如果時(shí)間間隔小于等于給定的過(guò)長(zhǎng)時(shí)間閾值，返回步驟I); 3.8)以當(dāng)前的GPS試探方位角作為新的GPS參考方位角，返回步驟I)； 4)根據(jù)步驟3.3)獲得的GPS轉(zhuǎn)角和陀螺轉(zhuǎn)角，以及當(dāng)前標(biāo)度因子計(jì)算新的標(biāo)度因子，等待下一個(gè)在線(xiàn)標(biāo)定周期的到來(lái)，返回步驟I); 5)結(jié)束。
2.如權(quán)利要求I所述的一種汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法，其特征在于所述步驟I)中，在線(xiàn)標(biāo)定周期設(shè)置為一個(gè)GPS信息的接收周期。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法，其特征在于所述步驟3. 2)中，在用星數(shù)閾值大于等于4顆，車(chē)速閾值大于等于O ;所述步驟3. 4)中，轉(zhuǎn)角閾值大于等于O，時(shí)間間隔閾值大于等于I秒，比值閾值大于等于I個(gè)每度；所述步驟3.7)中，過(guò)長(zhǎng)時(shí)間閾值大于等于所述步驟3. 4)中的時(shí)間間隔閾值。
4.如權(quán)利要求I或2所述的一種汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法，其特征在于所述步驟3. 2)中，在用星數(shù)閾值設(shè)定為9顆，車(chē)速閾值設(shè)定為15米每秒；所述步驟3. 4)中，轉(zhuǎn)角閾值設(shè)定為90度，時(shí)間間隔閾值設(shè)定為3秒，比值閾值設(shè)定為4. I個(gè)每度；所述步驟3. 6)中，指定的倍數(shù)設(shè)定為0. 0566 ;所述步驟3. 7)中，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)閾值設(shè)定為10秒。
5.如權(quán)利要求I或2所述的一種汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法，其特征在于所述步驟4)中，計(jì)算新的標(biāo)度因子的計(jì)算公式如下新的標(biāo)度因子當(dāng)前標(biāo)度因子。
6.如權(quán)利要求3所述的一種汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法，其特征在于所述步驟4)中，計(jì)算新的標(biāo)度因子的計(jì)算公式如下新的標(biāo)度因子當(dāng)前標(biāo)度因子。
7.如權(quán)利要求4所述的一種汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法，其特征在于所述步驟4)中，計(jì)算新的標(biāo)度因子的計(jì)算公式如下新的標(biāo)度因子當(dāng)前標(biāo)度因子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)用微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子在線(xiàn)標(biāo)定方法，它能夠在車(chē)輛行駛過(guò)程中，利用汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)中常見(jiàn)的車(chē)載GPS設(shè)備、微機(jī)械陀螺和車(chē)速傳感器，實(shí)時(shí)采集GPS方位角、在用星數(shù)、陀螺輸出電壓和車(chē)速，為微機(jī)械陀螺標(biāo)度因子失準(zhǔn)判斷提供依據(jù)，如果當(dāng)前標(biāo)度因子已經(jīng)失準(zhǔn)，則根據(jù)GPS方位角變化量、陀螺角度變化量和當(dāng)前標(biāo)度因子計(jì)算新的標(biāo)度因子，并啟用新標(biāo)度因子。本發(fā)明可以避免在當(dāng)前標(biāo)度因子未失準(zhǔn)的情況下重復(fù)計(jì)算新標(biāo)度因子而導(dǎo)致的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)嵌入式計(jì)算機(jī)的計(jì)算資源浪費(fèi)，提高微機(jī)械陀螺角速度的測(cè)量精度，為提高汽車(chē)導(dǎo)航的準(zhǔn)確性提供了基礎(chǔ)。本方法特別適用于具有成本限制高、運(yùn)行條件復(fù)雜和嵌入式計(jì)算能力較低等特點(diǎn)的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01C25/00GK102706364SQ20121019482
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者張照生, 李江濤, 楊揚(yáng), 楊殿閣, 王釗, 連小珉 申請(qǐng)人:清華大學(xué)