[发明专利]基于双全球定位和惯性测量的汽车动力学参数测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双全球定位和惯性测量的汽车动力学参数测量方法，属于汽车参数测试技术领域。

背景技术

汽车运动状态信息的测量和采集是汽车操纵稳定性研究和设计的基本问题，也是实现汽车稳定性电子控制的必要条件。这就需要一种具有足够精度和置信度的、快速的、操作简便的、适用范围广的测量汽车运动状态重要参数的方法及装置。基于微机械传感器(以下简称MEMS)技术的惯性测量单元是一种用来测量运动体运动姿态的惯性传感器，它广泛应用于航空、航海以及陆地导航领域。

IMU具有自主性、抗干扰能力强、短期精度高等优点，缺点为陀螺固有漂移误差使其长期精度不高；GPS具有全天候、全球性和高精度导航或测姿、长期测量精度较高等优点，缺点为其误差不随时间积累系统信息更新率较低，易受电磁干扰，在复杂路段，如高建筑物、林荫大道、桥梁以及隧道等地区，容易造成信号丢失，即有“盲区”存在。因此将IMU与GPS进行组合测量来弥补各自缺点。GPS与IMU组合测量的优点有：能充分发挥GPS全天候、无误差累计、快速测姿、GPS信号能同时给予IMU实时反馈、不断的校正IMU测量的漂移偏差。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于双全球定位和惯性测量的汽车动力学参数测量系统，将已有的双GPS与IMU进行组合，共同完成汽车的车体侧偏角β、车体由转向引起的侧向加速度a_y1、车体横摆角ψ、车体侧倾角车体质心位置的横向加速度a_y1、车体质心位置纵向加速度a_X、车体质心位置的横摆角速度r、车体质心位置的侧倾角速度p的测量；将上述动力学参数用做汽车防侧翻控制的参考变量，以期提高汽车运行的安全性。

本发明提出的基于双全球定位和惯性测量的汽车动力学参数测量方法，包括以下步骤：

(1)在车体顶部两侧水平布置两个全球定位模块，设全球定位模块的两根天线分别位于A、B两点，A、B两点之间的连线为基线，使基线AB的中点C与被测汽车车体的质心的连线垂直于地面，且基线AB与被测汽车车体的纵轴线垂直，并相对纵轴线对称；

(2)在汽车的质心位置布置一个惯性测量模块，该惯性测量模块测得车体的横向加速度测量值a_y′、车体的纵向加速度测量值a_X′、车体的横摆角速度测量值r′、车体的侧倾角速度测量值p′；

(3)全球定位模块接收跟踪卫星发送的卫星星历信息，卫星星历信息包括：卫星与全球定位模块之间的时钟差t₀、卫星的原子时钟差t_k、跟踪卫星与全球定位模块天线之间的距离ρ_k，根据卫星星历信息计算出跟踪卫星在大地坐标系中的位置坐标为：(x_Sk，y_Sk，z_Sk)，其中k为卫星数量k＝(4，5，6…11)，通过求解下列联立方程得到全球定位模块天线A、B两点在大地坐标系下的位置坐标(x，y，z)，x为经度、y为纬度、z为海拔高度：

(xsk-x)2+(ysk-y)2+(zsk-z)2+c(tk-t0)=ρk,]]>其中：c为光速；