[发明专利]一种霍尔角度传感器安装角度偏置的估计方法

权利要求书

1.一种基于Kalman滤波的霍尔角度传感器安装角度偏置的估计方法，其特征在于，所述霍尔角度传感器安装于车辆前轮转向节处，所述方法包括：

获取霍尔角度传感器实时测量得到的车辆前轮角度θ_h；

根据车辆运动学模型预测车辆的前轮转动角度θ_v；

根据实时测量得到的车辆前轮角度θ_h和预测的车辆的前轮转动角度θ_v进行Kalman组合滤波估计，得到霍尔角度传感器实时的安装角度偏置θ_bias，以便根据θ_bias对车辆前轮角度θ_h进行补偿修正，得到补偿修正后的车辆前轮角度θ_d；

所述根据实时测量得到的车辆前轮角度θ_h和预测的车辆的前轮转动角度θ_v进行Kalman组合滤波估计，得到霍尔角度传感器实时的安装角度偏置θ_bias，包括：

2.1选取前轮角度偏差δθ和霍尔角度传感器安装角度偏置θ_bias作为Kalman滤波估计的状态量X，计算所述状态量X的状态转移矩阵φ；其中，所述前轮角度偏差δθ为补偿修正后的车辆前轮角度θ_d与根据车辆运动学模型预测的车辆的前轮转动角度θ_v的差值；

其中，状态量X为：

根据前轮角度偏差δθ和霍尔角度传感器安装角度偏置θ_bias之间的关系得到状态量X的状态转移矩阵φ为：

其中，τ为根据霍尔角度传感器精度值确定的相关时间；

2.2根据所述状态量X的状态转移矩阵φ一步预测n-1时刻到n时刻的估计状态量和状态协方差矩阵P_n|n-1；

2.3更新n时刻的状态估计量和n时刻的状态协方差P_n；

2.4根据更新后的n时刻的状态估计量计算得到霍尔角度传感器安装角度偏置θ_bias。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述2.2根据所述状态量X的状态转移矩阵φ一步预测n-1时刻到n时刻的估计状态量和状态协方差矩阵P_n|n-1，包括：

根据下述公式预测得到预测n-1时刻到n时刻的估计状态量和状态协方差矩阵P_n|n-1：

其中，φ_n|n-1为n-1时刻到n时刻状态转移矩阵；为n-1时刻状态量X的状态估计值；

P_n-1为n-1时刻状态协方差矩阵，为系统噪声矩阵；δt为滤波估计更新周期。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述2.3更新n时刻的状态估计量和n时刻的状态协方差P_n，包括：

根据下述公式更新n时刻的状态估计量

其中，Z_n为n时刻的观测量即修正后的车辆前轮角度实际测量值和根据车辆运动学模型预测的前轮转动角度之间差值；H_n为状态观测矩阵；K_n为n时刻的滤波增益：

H_n＝[1 0]

K_n＝P_n|n-1H_n^T(H_nP_n|n-1H_n^T+R_n)^-1

其中，R_n为n时刻观测噪声协方差矩阵，由GNSS信息统计得到；

根据下述公式更新n时刻的状态协方差P_n：

P_n＝(I-K_nH_n)P_n|n-1(I-K_nH_n)^T+K_nR_nK_n^T

其中，I为单位矩阵。