[发明专利]基于车载传感器的用于偏航率传感器标定的标定算法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及标定航向传感器的系统和方法，例如，偏航率传感器，更具体地，涉及从偏航率传感器中去除传感器偏移误差的系统和方法，以便当无法获得GPS信号时使用偏航率传感器来提供准确的车辆航向，其中该系统和方法利用偏差更新模型来标定传感器，使用偏航率、方向盘角度和差异车轮速度度来识别当车辆相对直线行驶时的时间窗。标定

背景技术

GPS信号，或其他全球卫星导航系统(GNSS)信号，可以提供准确的定位和导航。然而，GPS接收器受天空能见度相关限制，例如，在城市峡谷和密集的树木覆盖区域。此外，GPS信号可能受到上述区域的多路径误差或交叉相关误差影响。当天空能见度短期内(例如10-20秒)短暂提升时，由于存在高灵敏度和快速重新获取GPS技术，精确的GPS信号会变得可用，甚至在欠佳的环境中也是如此。因此，GPS技术持续性归结为在GPS可用时间窗之间的GPS中断内维持定位精度。

车辆级惯性传感器(例如偏航率传感器和加速度计)具有高度变化的偏差和比例特性，从而引起传感器漂移，在没有合适的误差校正技术的情况下，该漂移典型地使得他们不适宜导航和航向测定功能。例如，某些车辆级偏航率传感器允许高达2度/秒的偏航率传感器偏差变化。如果不校正该变化，并允许超过两分钟时段，开始时在0秒具有0度/秒偏差的偏航率传感器可以在120秒后达到2度/秒的偏差。如果为了简单起见假定偏差是线性增长的，作为偏差变化的结果，通过集成未标定的偏航率传感器信号获得的航向变化将仅指示120°的航向变化。

如果距离测量(例如车车轮速度度)可用，甚至当GPS信号不可用时，可采用惯性传感器与GPS接收器结合以提供合理精度的车辆航向和位置，然而，车辆级惯性传感器通常不提供与GPS信号相同等级的精度。当GPS信号可用时，GPS/惯性传感器集成系统可采用GPS信号来标定惯性传感器且维持车辆航向和位置的精确，且当GPS信号不可用时，采用标定的惯性传感器来维持航向和位置的求解，直到GPS信号变得再次可用。

已知的偏航率传感器标定算法通常采用两步过程来达到偏差和比例的标定，且为了标定需要执行特定的车辆操作。例如，传感器偏差标定可需要车辆直线驾驶或在已知的时间段内静止，以便作为传感器偏差的结果，累积的航向误差可被直接估算。对于比例标定，车辆可能需要驾驶通过受控圈数。

2007年6月29日提交、题为GPS-based in-vehicle sensor calibrationalgorithm(基于GPS的车载传感器标定算法)、转让给本申请的受让者且在此将其并入作为参考的美国专利申请序列号11/770898，公开了采用GPS信号以标定航向传感器的系统和方法。该系统接收车轮速度或旋转信号、车辆里程表读数、GPS信号和偏航率信号，且当GPS信号可用时采用GPS信号以标定航向传感器。

如上讨论的，’898申请当GPS信号可用时采用GPS信号标定航向传感器，这样当GPS信号不可用时，航向传感器会在一段时间内相当精确。然而，如果GPS信号在延长的时间段内不可用时，则为了维持航向传感器精度，需要在GPS信号不可用时标定航向传感器。

发明内容

根据本发明的教导，公开了当GPS信号不可用时采用偏差更新模型标定车辆航向传感器(例如偏航率传感器)的系统和方法，偏差更新模型采用了偏差增益系数。为了偏差更新模型准确，车辆应该相对直线行驶。本发明的一个实施例采用了三个阈值以确定车辆是否直线行驶。这些阈值包括偏航率阈值、方向盘角度阈值以及车轮速度阈值。如果所有这三个阈值都指示车辆直线行驶，那么更新偏差模型可用于标定偏航率传感器。

由下面的说明和所附权利要求结合附图将清楚本发明的附加特征。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的包括提供偏航率传感器标定的系统的车辆的平面图；以及

图2示出根据本发明的实施例的采用偏差更新模型标定偏航率传感器的过程的流程图。

具体实施方式

涉及在GPS信号不可用时采用偏差更新模型标定偏航率传感器的系统和方法的本发明实施例的以下讨论本质上仅仅是示范性的，绝不是打算限制本发明或其应用或使用。