[发明专利]使用胎压监测系统信号来校准惯性导航数据

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于带轮车辆的车辆导航系统。更具体地说，本发明涉及使用胎压监测系统(TPMS)信号用于校准惯性导航数据。

背景技术

基于全球定位系统(GPS)接收器的车辆导航系统已在商务车和休闲车两者中变得普遍。然而，当来自GPS卫星的信号归因于对卫星的视线被阻挡或归因于多径传播而如可在在停车库或隧道中、在都市峡谷中和/或接近树时发生而被遮蔽或不可用时，这些车辆导航系统并不会良好地工作。

因此，航位推算越来越多地实施于车辆导航系统中以便单独克服与GPS技术相关联的问题。在导航中，航位推算是通过使用先前所确定的位置或方位并基于在经过的时间和路程上的已知或估计的速度而推进所述定位来计算当前位置的过程。

在使用航位推算的车辆导航系统中，车辆装备有知晓车辆的速度和行进方向的惯性传感器(例如，加速计和陀螺仪)。因此，使用航位推算的这个车辆导航系统可实施为对基于GPS的车辆导航系统的补充或代替。举例来说，车辆导航系统可使用卡尔曼滤波器以将具有准确但间或不可用的GPS位置信息的始终可用的传感器数据集成到组合固定位置中。可替换的是，使用航位推算的车辆导航系统可在GPS信号损失的情况下提供导航数据。

用于航位推算的传感器通常需要基于GPS速度和位置信息的再校准。实际上，在不存在再校准信号的情况下，使用航位推算的车辆导航系统快速积聚归因于在出于车辆导航的目的而不可接受的等级下的加速计数据的漂移、噪声和随机漫步漂移倾向的速度和位置误差。因此，基于GPS数据的周期性再校准可在在利用补充性惯性传感器测量系统的航位推算模式下操作时减少所累积的位置和速度误差。然而，对基于GPS数据的车辆惯性导航数据的连续再校准需要这些再校准事件的充足频率，且因而，需要GPS信号的高可用性。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种方法，包括：

在与车辆上的车轮耦合的传感器模块处确定移动信号；

在所述车辆的车辆导航系统处，从所述传感器模块接收所述移动信号，其中所述车辆导航系统包括被配置成供应指示所述车辆的运动的运动信号的至少一个惯性传感器，且所述车辆导航系统被配置成响应于所述运动信号而确定输出数据；以及

在所述车辆导航系统处，通过利用所述移动信号以从所述输出数据去除误差分量来校准所述输出数据。

在一个或多个实施例中，所述传感器模块包括被配置成检测所述车轮的径向加速度的至少一个加速计，且所述确定包括从所述径向加速度计算所述移动信号，作为所述车轮的切向速度。

在一个或多个实施例中，所述移动信号表征所述车轮的车轮速度，所述输出数据包括车辆速度，且所述校准包括响应于所述车轮速度与所述车辆速度之间的差而校正所述车辆速度。

在一个或多个实施例中，所述移动信号表征所述车轮的车轮速度，所述输出数据包括车辆位置，且所述校准包括响应于所述车轮速度而导出车轮位置和响应于所述车轮位置与所述车辆位置之间的差而校正所述车辆位置。

在一个或多个实施例中，所述移动信号表征所述车轮的旋转速率，所述输出数据包括车辆速度，且所述校准包括从所述旋转速率计算所述车轮的车轮速度，和响应于所述车轮速度与所述车辆速度之间的差而校正所述车辆速度。

在一个或多个实施例中，所述车辆包括多个车轮，所述车轮中的每一者与多个传感器模块中的每一者相关联，其中：

在所述传感器模块中的每一者处执行所述确定；

所述接收包括在所述车辆导航系统处从所述传感器模块中的所述每一者接收所述移动信号；且

所述校准包括从接收自所述传感器模块中的所述每一者的所述移动信号确定平均移动信号值，和利用所述平均移动信号来校准所述输出数据。

在一个或多个实施例中，所述传感器模块包括与所述车轮相关联的胎压监测系统(TPMS)模块，所述TPMS模块具有唯一标识符，且所述接收包括接收具有所述移动信号的所述唯一标识符。

在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括周期性地执行所述确定、接收和利用操作。

在一个或多个实施例中，所述车辆导航系统包括用于从基于卫星的导航系统接收信号的接收器，且执行所述校准，代替利用所述基于卫星的导航系统，以用于校准所述输出数据。

根据本发明的第二方面，提供一种系统，包括：

传感器模块，所述传感器模块与车辆上的车轮耦合，所述传感器模块被配置成确定所述车轮的移动信号；以及

所述车辆的车辆导航系统，所述车辆导航系统包括：