本發(fā)明涉及一種汽車導(dǎo)航裝置的校正方法，特別是一種GPS/INS定位導(dǎo)航裝置微機電陀螺儀零點電壓校正方法。

背景技術(shù)：
GPS系統(tǒng)是目前車載導(dǎo)航市場上的主流技術(shù)，它通過衛(wèi)星無線信號計算定位信息，具有全球、全天候、高精度、實時定位等優(yōu)點。但是，由于無線信號的直線傳播特性，其動態(tài)性能和抗干擾能力較差，當(dāng)GPS接收機在隧道或高樓附近時，衛(wèi)星信號被遮擋，影響準(zhǔn)確定位甚至無法定位。INS(InertialNavigationSystem慣性導(dǎo)航系統(tǒng))具有自主導(dǎo)航能力，可以獨立給出速度、角度和位置等定位導(dǎo)航信息，抗外界干擾能力強。將INS應(yīng)用于GPS系統(tǒng)中，即產(chǎn)生了GPS/INS組合定位導(dǎo)航系統(tǒng)。該組合系統(tǒng)可以在GPS定位導(dǎo)航受到影響時，通過INS進行定位導(dǎo)航。INS包括速率傳感器、加速度傳感器和微機電陀螺儀三個模塊，速率傳感器測量車輛的速率，加速度傳感器測量車輛的傾角，微機電陀螺儀通過輸出電壓測量車輛的角速度。所以，INS在定位導(dǎo)航時的誤差包括速率誤差和角度誤差。INS測量車輛角度的方法是：微機電陀螺儀固定于車輛上之后，實時輸出與車輛角速度相關(guān)的微機電陀螺儀輸出電壓，對角速度積分即可得到角度變化量，通過累計車輛在水平方面(平行于路面)的角度變化量，可以推算車輛的行駛方向。如果微機電陀螺儀的關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)之一零點電壓存在誤差，在航位推算過程中，該誤差就會逐步累積，導(dǎo)致車輛行駛方位推算精度大幅度下降。微機電陀螺儀的零點電壓是在微機電陀螺儀芯片處于完全靜止時的輸出電壓。傳統(tǒng)的微機電陀螺儀零點電壓測定方法是在每個微機電陀螺儀芯片安裝前分別對其進行標(biāo)定，由于零點電壓與微機電陀螺儀的特性及工作條件(溫度等)相關(guān)，在車輛的行駛過程中會實時變化，該方法存在操作復(fù)雜、耗時耗力、精度不足等缺陷。因此，如何利用外部信息來動態(tài)校正微機電陀螺儀的零點電壓值，是GPS/INS組合定位導(dǎo)航系統(tǒng)提高導(dǎo)航精度和降低生產(chǎn)復(fù)雜度所要解決的技術(shù)難題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種GPS/INS定位導(dǎo)航裝置微機電陀螺儀零點電壓校正方法。GPS/INS組合定位導(dǎo)航系統(tǒng)中微機電陀螺儀零點電壓的動態(tài)校正方法。GPS/INS組合定位導(dǎo)航系統(tǒng)包括CPU單元、INS模塊和用于接收經(jīng)緯度信號的GPS接收器。INS模塊包括測量車輛速度的速率檢測單元、三軸加速度傳感器以及測量車輛角速度的微機電陀螺儀單元。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種GPS/INS定位導(dǎo)航裝置微機電陀螺儀零點電壓校正方法，其特征在于，利用GPS/INS定位信息對微機電陀螺儀的零點電壓進行動態(tài)在線校正。進一步，所述的GPS/INS定位導(dǎo)航裝置微機電陀螺儀零點電壓校正方法，包括以下步驟：a)INS車輛靜止檢測：檢測車輛是否處于靜止?fàn)顟B(tài)；b)狀態(tài)累加：如果步驟a中檢測到車輛為靜止?fàn)顟B(tài)，則累加器遞增；c)靜態(tài)校正條件檢測：檢測步驟b是否達到可以校正的閥值；d)靜態(tài)校正：采用靜態(tài)低通濾波算法校正陀螺儀零點電壓。進一步，所述的GPS/INS定位導(dǎo)航裝置微機電陀螺儀零點電壓校正方法，包括以下步驟：a)INS車輛穩(wěn)定性檢測并累加：檢測車輛狀態(tài)是否穩(wěn)定，并對穩(wěn)定狀態(tài)進行累加；b)INS車輛直線運動檢測并累加：檢測車輛是否是直線運動，并對直線運動進行累加；c)GPS車輛直線運動檢測并累加：利用GPS檢測車輛是否是直線運動，并對直線運動進行累加；d)動態(tài)校正條件檢測：檢測步驟a、b、c中的狀態(tài)累加結(jié)果是否達到可校正的條件；e)動態(tài)校正：采用動態(tài)低通濾波算法校正陀螺儀零點電壓。進一步，所述的靜態(tài)校正為利用三軸加速度傳感器檢測車輛水平方向與豎直方向的加速度與上一次獲取到的加速度的差值，若水平方向的加速度差值小于0.4米每平方秒，并且豎直方向的加速度差值小于1.2米每平方秒，則認(rèn)為當(dāng)前車輛靜止。進一步，步驟c所述的靜態(tài)校正條件檢測為車輛靜止次數(shù)大于3次，并且前后兩次的角速度值變化小于0.2度每秒時。進一步，所述利用INS檢測車輛是否是直線運動為利用速率檢測單元檢測車輛行駛距離，利用陀螺儀單元檢測車輛的變化角度，若100米的行駛距離內(nèi)角度變化小于1.5度，則認(rèn)為當(dāng)前車輛直線行駛。進一步，步驟d所述的利用GPS檢測車輛是否是直線運動為在GPS系統(tǒng)為定位狀態(tài)、車速大于30Km/h、車輛角速度小于1度每秒時，采集5次連續(xù)的GPS信息。若這5個GPS點的方向角度相差小于3度，則認(rèn)為車輛當(dāng)前沿直線行駛。進一步，所述步驟a檢測到車輛穩(wěn)定次數(shù)大于8次，步驟b檢測到車輛沿直線行駛次數(shù)大于等于5次，步驟c檢測到車輛沿直線行駛次數(shù)大于等于1次，并且當(dāng)前陀螺儀單元檢測到車輛的角速度值小于0.16度每秒，則采用動態(tài)低通濾波算法校正陀螺儀零點電壓。進一步，所述的靜態(tài)低通濾波算法校正為采用公式，newV＝a0*curV+a1*xn1_1+a2*xn2_1-b1*yn1_1-b2*yn2_1；xn1_1、xn2_1、yn1_1及yn2_1設(shè)定為4個歷史值，初始值設(shè)為陀螺儀的初始零點電壓；系數(shù)a0、a1、a2、b1、b2，分別為：a0＝0.0014；a1＝0.0029；a2＝0.0014；b1＝-1.918570；b2＝0.924502；curV為實時檢測到的靜態(tài)零點電壓，校正之后，更新歷史值：更新歷史值：xn2_1＝xn1_1；xn1_1＝curV；yn2_1＝y(tǒng)n1_1；yn1_1＝newV；進一步，所述的動態(tài)低通濾波算法校正為采用公式，newV＝0.998*yn1_1+0.002*curV；curV為實時檢測到的動態(tài)零點電壓，yn1_1及yn2_1設(shè)定為2個歷史值，校正之后，更新歷史值：yn2_1＝y(tǒng)n1_1；yn1_1＝newV。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：1)操作簡單。由于微機電陀螺儀的零點電壓與其自身特性及工作條件相關(guān)，傳統(tǒng)的校正方法需要針對每一個微機電陀螺儀模塊進行校正，并且需要在不同的溫度下進行測定其零點電壓值，需要耗費大量的時間和精力。本發(fā)明提供的動態(tài)校正方法，則不需要以上操作，由上層軟件在車輛行駛過程中動態(tài)實現(xiàn)校正過程。2)更高精確度。傳統(tǒng)的校正方法針對每一個微機電陀螺儀模塊進行了不同溫度下的零點電壓設(shè)定。由于微機電陀螺儀的零點電壓與其自身特性的相關(guān)性，在使用過程中，特定溫度下的零點電壓值也可能發(fā)生變化。因此，傳統(tǒng)校正方法只對零點值一次性校正，在后續(xù)過程中可能會出現(xiàn)零點值偏差。本發(fā)明提供的動態(tài)校正方法，則可以實時進行動態(tài)校正，有效回避了該問題。附圖說明圖1是靜止?fàn)顟B(tài)下零點校正流程圖。圖2是運動狀態(tài)下零點校正流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實施例1：如圖1所示，一種GPS/INS定位導(dǎo)航裝置微機電陀螺儀零點電壓校正方法，包括以下步驟：a)INS車輛靜止?fàn)顟B(tài)檢測：利用三軸加速度傳感器檢測車輛水平方向與豎直方向的加速度與上一次獲取到的加速度的差值，若水平方向的加速度差值小于0.4米每平方秒，并且豎直方向的加速度差值小于1.2米每平方秒，則認(rèn)為當(dāng)前車輛靜止；b)狀態(tài)累加：對上述步驟檢測到車輛靜止?fàn)顟B(tài)時進行累加；c)靜態(tài)校正條件檢測：當(dāng)通過步驟A檢測到車輛靜止次數(shù)大于3次，并且前后兩次的角速度值變化小于0.2度每秒時，采用靜態(tài)低通濾波算法校正陀螺儀零點電壓；d)靜態(tài)校正：利用公式，newV＝a0*curV+a1*xn1_1+a2*xn2_1-b1*yn1_1-b2*yn2_1對微機電陀螺儀零點電壓進行校正；xn1_1、xn2_1、yn1_1及yn2_1設(shè)定為4個歷史值，初始值設(shè)為微機電陀螺儀的初始零點電壓；系數(shù)a0、a1、a2、b1、b2，分別為：a0＝0.0014；a1＝0.0029；a2＝0.0014；b1＝-1.918570；b2＝0.924502；curV為實時檢測到的靜態(tài)零點電壓，校正之后，更新歷史值：更新歷史值：xn2_1＝xn1_1；xn1_1＝curV；yn2_1＝y(tǒng)n1_1；yn1_1＝newV。本實施例的有益效果在于：車輛在靜止時即可對微機電陀螺儀進行零點校正，不在需要將微機電陀螺儀取出，用專業(yè)儀器進行校正標(biāo)示。更加方便了使用。實施例2：如圖2所示，一種GPS/INS定位導(dǎo)航裝置微機電陀螺儀零點電壓校正方法，包括以下步驟：a)INS車輛穩(wěn)定性檢測并累加：利用INS的陀螺儀單元檢測車輛的當(dāng)前角速度值及其與上一次角速度的差值，若角速度值小于0.8度每秒，并且差值小于0.2度每秒，則認(rèn)為當(dāng)前車輛穩(wěn)定；并對穩(wěn)定狀態(tài)進行累加；b)INS車輛直線運動檢測并累加：利用INS的速率檢測單元檢測車輛行駛距離，利用陀螺儀單元檢測車輛的變化角度，若100米的行駛距離內(nèi)角度變化小于1.5度，則認(rèn)為當(dāng)前車輛直線行駛；并對直線運動進行累加；c)GPS車輛直線運動檢測并累加；在GPS系統(tǒng)為定位狀態(tài)、車速大于30Km/h、車輛角速度小于1度每秒時，采集5次連續(xù)的GPS信息。若這5個GPS點的方向角度相差小于3度，則認(rèn)為車輛當(dāng)前沿直線行駛；并對該直線運動進行累加；d)動態(tài)校正條件檢測：當(dāng)步驟a檢測到車輛穩(wěn)定次數(shù)大于8次，步驟b檢測到車輛沿直線行駛次數(shù)大于等于5次，步驟c檢測到車輛沿直線行駛次數(shù)大于等于1次，并且當(dāng)前陀螺儀單元檢測到車輛的角速度值小于0.16度每秒，則采用動態(tài)低通濾波算法校正陀螺儀零點電壓；e)動態(tài)校正：利用公式newV＝0.998*yn1_1+0.002*curV對微電機陀螺儀零點電壓進行校正；curV為實時檢測到的動態(tài)零點電壓，yn1_1及yn2_1設(shè)定為2個歷史值，校正之后，更新歷史值：yn2_1＝y(tǒng)n1_1；yn1_1＝newV。本實施例的有益效果在于：車輛在穩(wěn)定的運動過程中，依然可以實施零點校正，無需停車校正，進一步實用性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。