[发明专利]传感器安装偏差角的标定方法、组合定位系统和车辆

权利要求书

1.一种传感器安装偏差角的标定方法，其特征在于，应用于组合定位系统，所述组合定位系统包括多个传感器，所述多个传感器的安装位置不同；

所述方法包括：

根据各个传感器输出的姿态信息，构建所述各个传感器之间的安装偏差角的误差模型；

构建系统状态方程，所述系统状态方程的状态变量包括所述安装偏差角；

构建系统观测方程，所述系统观测方程的观测量包括根据所述误差模型确定的所述安装偏差角对应的观测矩阵；

对所述系统状态方程和所述系统观测方程进行滤波解算，将滤波解算结果收敛时得到的所述安装偏差角的估计结果作为标定结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个传感器包括惯性导航系统INS的惯性测量单元IMU和全球导航卫星系统GNSS接收机，所述GNSS接收机包括GNSS天线，所述IMU和所述GNSS天线的安装位置不同，

所述根据各个传感器输出的姿态信息，构建所述各个传感器之间的安装偏差角的误差模型，包括：

构造所述误差模型的观测量，所述观测量为所述IMU和所述GNSS天线之间的姿态偏差；

构建从所述INS对应的姿态矩阵到所述GNSS对应的姿态矩阵的转移关系方程；

联立所述误差模型的观测量和所述转移关系方程构建所述误差模型，所述误差模型为所述IMU和所述GNSS天线之间的安装偏差角的误差模型；

其中，所述姿态信息包括滚转角、俯仰角和航向角中的一个或者多个，所述转移关系方程包含所述INS的姿态误差和所述IMU与所述GNSS天线之间的安装偏差角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述误差模型的观测量包括：

其中，γ_m、θ_m、分别为INS输出的滚转角、俯仰角和航向角；γ_g、θ_g、分别为GNSS输出的滚转角、俯仰角和航向角。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述转移关系方程包括：

其中，为所述INS对应的姿态矩阵，为所述GNSS对应的姿态矩阵，为所述INS的姿态误差，λ⁰为所述IMU与所述GNSS天线之间的安装偏差角，λ⁰×表示λ⁰的叉乘。

5.根据权利要求2-4任一项所述的标定方法，其特征在于，所述系统状态方程包括：

X＝[X₁，X₂]

其中，X₁和X₂为状态变量，X₁为惯导误差，X₂为所述IMU与所述GNSS天线之间的安装偏差角；为X₁的导数；F₁为所述组合定位系统的惯导误差模型的系统矩阵，G₁、W₁为惯导误差驱动噪声；为X₂的导数；F₂为所述IMU与所述GNSS天线之间的安装偏差角的误差模型的系统矩阵，G₂、W₂为所述IMU与所述GNSS天线之间的安装偏差角的误差驱动噪声。

6.根据权利要求5所述的标定方法，其特征在于，所述系统状态方程包括：

Z＝HX+V＝[H₁ H₂ H₃]

其中，Z为系统观测量，H为系统观测矩阵，X为所述系统状态方程，V为系统观测噪声矩阵，H₁为INS的姿态误差对应的观测矩阵，H₂为所述惯导误差模型中除了所述姿态误差以外的其他状态变量对应的观测矩阵，H₃为所述IMU与所述GNSS天线之间的安装偏差角对应的观测矩阵。