[实用新型]一种动态倾角计

说明书

本实用新型公开了一种动态倾角计。所述动态倾角计包括：陀螺仪，其能够测量角速度以得到角速度测量值；加速度计，其能够测量加速度以得到加速度测量值；离心加速度计算器，其根据所述角速度测量值和车辆的速度计算离心加速度；离心加速度补偿器，其根据所述离心加速度计算器得到的离心加速度对加速度计得到的加速度测量值进行补偿，并得到补偿后的加速度测量值；卡尔曼滤波器，根据所述角速度测量值和补偿后的加速度测量值计算倾角。本实用新型通过引入车辆的速度，可以有效估计并补偿离心加速度，消除离心加速度长期存在导致的倾角测量误差，有效提高了动态倾角测量性能。

【技术领域】

本实用新型涉及动态倾角计领域，尤其是涉及一种具有离心加速度补偿的动态倾角计。

【背景技术】

现有技术中，动态倾角计利用陀螺仪和加速度计融合测量载体相对于当地水平面的倾角。其中，加速度计测量当地重力加速度，可以作为长期的水平面参考完成对倾角的测量，陀螺仪测量载体相对于参考坐标系的角速度，将角速度积分后，可以得到角度变化，该角度变化短期内具备较高的精度。对于运动的载体，加速度计测量中除了重力加速度外，还包括线加速度，从而导致倾角测量出现误差。通过融合陀螺仪和加速度计数据，可以在载体存在短期加减速和振动的情况下，完成动态倾角测量。

但是，对于持续进行转动的载体，加速度计测量中还将包含持续的离心加速度。当离心加速度长期存在时，则无法利用陀螺仪短时间积分精度较高的特性对其进行补偿。

因此，有必要提供一种新的改进方案来克服上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种动态倾角计，其可以有效估计并补偿离心加速度，消除离心加速度长期存在导致的倾角测量误差，有效提高了动态倾角测量性能。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种动态倾角计，其包括：能够测量角速度以得到角速度测量值的陀螺仪；能够测量加速度以得到加速度测量值的加速度计；根据所述角速度测量值和车辆的速度计算离心加速度的离心加速度计算器，其与所述陀螺仪相连；根据所述离心加速度计算器得到的离心加速度对加速度计得到的加速度测量值进行补偿，并得到补偿后的加速度测量值的离心加速度补偿器，其与所述加速度计相连，也与所述离心加速度计算器相连；根据所述角速度测量值和补偿后的加速度测量值计算倾角的卡尔曼滤波器，其与所述陀螺仪相连，也与所述离心加速度补偿器相连。

与现有技术相比，本实用新型通过引入车辆的速度，可以有效估计并补偿离心加速度，消除离心加速度长期存在导致的倾角测量误差，有效提高了动态倾角测量性能。此外，本实用新型充分利用车辆内置的里程计，不需要增加额外的硬件设备，增加动态倾角测量可靠性的同时，不增加车辆的成本和复杂性。

关于本实用新型的其他目的，特征以及优点，下面将结合附图在具体实施方式中详细描述。

【附图说明】

结合参考附图及接下来的详细描述，本实用新型将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：

图1为本实用新型中的动态倾角计在一个实施例中的结构框示意图；

图2为离心加速度产生的原理示意图；

图3为本实用新型中的动态倾角计在另一个实施例中的结构框示意图；

图4为动态倾角计在一个情形下的输出信号的波形示意图，其中在这种情形下，所述动态倾角计水平放置，在30s～60s这一段时间，动态倾角计x轴方向存在0.1g的线加速度；

图5为采用现有技术中的线加速度检测方法检测图4所示情形下的动态倾角计得到的线加速度波形示意图；

图6为采用本实用新型中的线加速度检测方法检测图4所示情形下的动态倾角计得到的线加速度波形示意图。

【具体实施方式】