[发明专利]车载加速传感器的三轴自校准方法及装置

权利要求书

1.一种车载加速传感器的三轴自校准方法，其特征在于，包括：

基于行程末尾车速为0时的原始加速度数据，确定校准后的z轴方向；

根据校准后的z轴方向及原点，确定校准后的x-y平面；

将原始加速度数据投影到校准后的x-y平面；

删除校准后的x-y平面上原始加速度数据的投影数据的密集区域；

基于剩余的原始加速度数据的投影数据，计算得到校准后的y轴负向；

根据校准后的y轴负向，得到校准后的坐标系下的x-y坐标；

计算得到加速度数据校准矩阵；

原始加速度数据乘以所述加速度数据校准矩阵，即为校准后的加速度数据；

其中，所述基于剩余的原始加速度数据的投影数据，计算得到校准后的y轴负向的步骤包括：

计算删除数据密集区域后的投影数据的重心，并以重心和原点的连线为初始切分直线，以第一弧度值为单位，将数据分为360度/第一弧度值个扇形区域；

计算每个扇形区域内的点的个数，其中分布最多的区域为y轴负向所在区域；

计算y轴负向所在区域内所有向量的和向量，拟合后并以此作为校准后的y轴方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于行程末尾车速为0时的原始加速度数据，确定校准后的z轴方向的步骤包括：

根据GPS数据里上传时间确定行程最后若干秒的原始加速度数据，并从中筛选出其中车速为0的数据点，将这些数据点的原始加速度数据做如下计算：

最终，校准后的z轴的方向向量为

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将原始加速度数据投影到校准后的x-y平面的步骤包括：

由于只确定了z轴的方向向量，因此对于原始的三维向量只能做z轴方向上的旋转变换，因此，在x-y平面上，设x轴的方向向量为y轴的方向向量为并且有如下关系成立：

此时，假定有下式成立：

即：

可得：

计算原始加速度数据在新的坐标系下的坐标：

P′＝P·R

其中，P为原始坐标系下的加速度数据，P’为新坐标系下的加速度数据，而基于校准后的z轴的变换矩阵R为：

并将基于校准后的z轴的变换矩阵R单位化得到基于校准后的z轴的单位化变换矩阵

基于所述基于校准后的z轴的单位化变换矩阵和原始加速度数据，即可得到在校准后的x-y平面上的原始加速度数据的投影数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据校准后的y轴负向，得到校准后的坐标系下的x-y坐标的步骤包括：

在得到y轴负向的斜率k后，将x-y平面的坐标轴进行旋转，得到原始加速度数据在校准后坐标系的x-y坐标，旋转变换公式如下：

其中，P’(x,y)为在校准后坐标系中加速度数据的x-y坐标，T(x,y)为x-y坐标旋转矩阵，P(x,y)为原始坐标系中加速度数据的x-y坐标。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算得到加速度数据校准矩阵的步骤包括：

求出加速度数据校准矩阵中的变换矩阵R^*_(x,y)如下：

其中，为基于校准后的z轴的x-y坐标单位化变换矩阵；

将变换矩阵R^*_(x,y)单位化得到单位化变换矩阵

最终的加速度数据校准矩阵为：