[发明专利]用于商用车驾驶智能的IMU数据标定系统及标定方法

权利要求书

1.一种用于商用车驾驶智能的IMU数据标定系统，其特征在于，包括待标定IMU、CAN采集工具、CAN线和上位机；

所述待标定IMU通过CAN线与CAN采集工具连接，CAN采集工具与上位机连接，所述CAN采集工具用于采集纵向加速度、横向加速度和横摆角速度；所述上位机中设有标定软件和显示界面，标定软件完成信号采集值处理、IMU参数标定以及对实际纵向加速度、横向加速度和横摆角速度的单位换算，显示界面对车辆运行状态进行显示。

2.一种利用权利要求1所述的标定系统进行数据标定的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：CAN采集工具采集商用车纵向加速度、横向加速度和横摆角速度，得到每种信号的采样ADC值；

步骤(2)：CAN采集工具上传采集的信号值到上位机中；

步骤(3)：上位机中的标定软件对信号值进行处理、IMU参数标定以及对实际纵向加速度、横向加速度和横摆角速度的单位换算；

步骤(4)：显示界面对车辆运行状态进行显示。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括如下步骤：

步骤(31)：标定软件信号采集值处理：CAN采集工具上传的三个车辆状态信号值分别在不同ID内，通过进制换算得到多组纵向加速度、横向加速度和横摆角速度的ADC值，对ADC值进行滤波处理；

步骤(32)：标定软件进行参数标定：根据信号处理后的采样值对IMU的参数进行标定并进行实时更新，标定参数包括零偏、标定因数和安装误差系数；

其中，IMU量测输出值模型为：

式中：为IMU量测矩阵，A_xvalue为IMU x轴纵向加速度传感器ADC测量值，A_yvalue为IMUy轴横向加速度传感器ADC测量值，Yaw_value为z轴横摆角速度传感器ADC测量值；为车辆实际运行参数ADC真值，A_xrealvalue为车辆实际纵向加速度ADC真值，A_yrealvalue为车辆实际横向加速度ADC真值，Yaw_realvalue为车辆实际横摆角速度ADC真值；为零偏矩阵，分别为纵向加速度传感器、横向加速度传感器和横摆角速度传感器的零偏参数；K为IMU标度因数矩阵，K＝diag[K_x K_y K_z]，K_x、K_y、K_z分别为纵向加速度传感器、横向加速度传感器和横摆角速度传感器的标定因数；S为安装误差矩阵，零偏矩阵、标度因数矩阵和安装误差矩阵中，所含各项参数均为待标定量；

其中，零偏矩阵可单独进行室内标定得到，将其写入标定软件中，其余待标定参数利用递推最小二乘法对IMU各项参数进行标定；将上式写为：

其中θ₁～θ₉为待估参数

令：y_i＝diag[Aⁱ_xvalue Aⁱ_yvalue Yawⁱ_value]_3×3

将IMU输出模型进一步写成：

式中：为量测真值矩阵，初始量测真值矩阵为标定软件中初设；IMU量测矩阵写为为待估参数矩阵，含待标定参数；

根据递推最小二乘法公式：

式中，为递推最小二乘第k时刻的辨识结果；L_k为递推最小二乘第k时刻的增益矩阵；P_k为递推最小二乘第k时刻的协方差矩阵；

通过上述公式获得IMU标定参数；

步骤(33)：标定软件对实际纵向加速度、横向加速度和横摆角速度的标定计算：

根据步骤(32)得到标定参数后，由IMU输出ADC测量值得到车辆实际运行参数ADC真值，进行单位换算得到实际运行值；

车辆实际纵向加速度：

车辆实际横向加速度：

车辆实际横摆角速度：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中显示界面对车辆实际纵向加速度、横向加速度和横摆角速度进行显示。