[发明专利]用于估计车辆的姿态的方法

说明书

一种通过使用具有多个卫星的全球导航卫星系统来估计车辆的姿态的方法，其中，该车辆至少包括彼此具有间隔的第一天线和第二天线，该方法包括以下步骤：检测所述全球导航卫星系统的中断；启动航位推算算法，以便推断在所述全球导航卫星系统的中断期间姿态的变化，从而获取航位推算姿态；检测到所述全球导航卫星系统已恢复，特别是经由载波相位可观测值的可用性；以及通过合并所获取的航位推算姿态作为启动条件，使用已恢复的全球导航卫星系统来计算新姿态。

技术领域

本发明涉及一种用于通过使用全球导航卫星系统来估计车辆的姿态的方法。

本发明可以应用于诸如卡车这样的重型车辆、公共汽车和建筑设备。尽管将关于卡车来描述本发明，但是本发明不限于该特定车辆，而是也可以在其它车辆(诸如汽车)中使用。

背景技术

当代的车辆定位解决方案正在使用全球导航卫星系统(GNSS)，以便获取关于所述车辆的航向信息。然而，通常仅当所述车辆正在移动时才提供航向信息。

此外，全球导航卫星系统信息通常与至少一个惯性测量单元(IMU)的信息或其它车辆数据相结合，以增加所述航向信息的可用性。然而，这仅当所述车辆首次移动时才是可能的。此外，这也受到传感器校准问题的困扰，其中，未准确校准的传感器将导致所述信息发生漂移，即，导致所述信息变得不准确。

此外，全球导航卫星系统还存在提供天线的所述航向信息(与所述车辆的姿态、例如方向不同)的问题。

解决上述问题的一种选择是结合全球导航卫星系统航向信息、惯性测量单元数据、车速和轴距来计算所述车辆的姿态而不是天线航向。然而，这是有挑战性的，因为难以估计具有动态几何形状和特性(诸如可升降的后轴和不同的负载条件等)的车辆(特别是卡车)的有效轴距。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于估计车辆的姿态的方法，其提供了准确的车辆姿态。

该目的是通过根据权利要求1所述的方法来实现的。

根据本发明的第一方面，该目的通过一种用于通过使用具有多个卫星的全球导航卫星系统来估计车辆的姿态的方法来实现，其中，该车辆至少包括彼此具有间隔的第一天线和第二天线，该方法包括以下步骤：检测所述全球导航卫星系统的中断；启动航位推算算法，以便推断在所述全球导航卫星系统的中断期间姿态的变化，从而获取航位推算姿态；特别是经由载波相位可观测值的可用性检测到所述全球导航卫星系统已恢复；以及通过合并所获取的航位推算姿态作为启动条件，使用已恢复的全球导航卫星系统来计算新姿态。

因此，提出了一种方法，其中，在全球导航卫星系统的中断之后，使用具有两个天线的车辆来估计所述车辆的姿态。

所述全球导航卫星系统的所述中断可能由于多种原因而发生，例如由于恶劣的天气条件导致信号损失或由于所述车辆经过隧道导致所述卫星信号不可用。

为了检测所述中断的全球导航卫星系统，可以使用关于所述卫星信号的信息，例如，具有预定时间(例如约5秒)的时限。因此，如果所述车辆在至少5秒的时段内未接收到任何可行卫星信号，则假定所述全球导航卫星系统中断。为此，可以使用全球导航卫星系统接收器，例如，所述车辆的GNSS接收器。全球导航卫星系统接收器可以在功能上布置成用于检测载波相位跟踪上的失锁。因此，所述接收器至少被布置成用于载波相位跟踪。优选地，所述可行卫星信号是载波相位可观测值，因此，所述载波相位可观测值的可用性用于检测所述全球导航卫星系统是否中断。

在检测到所述全球导航卫星系统的所述中断之后，启动航位推算算法，特别是获取航位推算姿态。为此，所述航位推算算法优选地基于所述车辆的最后已知精准姿态和/或所述车辆的速度和方向信息来推断所述车辆的姿态的变化，所述车辆的最后已知精准姿态例如在所述全球导航卫星系统的所述中断之前获取。所述速度和方向信息可以通过车辆传感器(诸如速度计或加速度计)获取。