[发明专利]一种用于二轮车的定位方法

权利要求书

1.一种用于二轮车的定位方法，其特征是，包括以下步骤：

S1：安装里程计、陀螺仪和角度传感器，并对里程计和角度传感器进行标定；

S2：获取里程计、陀螺仪和角度传感器的测量误差的标准差参数；

S3：建立状态方程和观测方程；

S4：测量二轮车运动过程中的运动参数；

S5：处理测量结果；

其中，步骤S3包括以下子步骤：

S301：构建状态方程：

状态变量为[Δx_k Δy_k ΔS_k θ_k Δθ_k]^T，其中，

Δx_k Δy_k：k时刻二轮车在X、Y轴的位置偏移量；

ΔS_k：k时刻二轮车整体的位置偏移量；

θ_k：k时刻的二轮车车体的运动方向对应的角度；

Δθ_k：k时刻的二轮车的运动方向对应的角度偏移量；

状态方程如下：

[Δx_k+1 Δy_k+1 ΔS_k+1 θ_k+1 Δθ_k+1]^T＝f([Δx_k Δy_k ΔS_k θ_k Δθ_k]^T) (1)

其中，

其中，l_f和l_r为前轮和后轮到车辆重心的距离，δ_fk是二轮车前轮的偏转角，ω_s和ω_θ是位移测量误差的方差和角度测量误差的方差，状态转移矩阵为：

状态方程的误差方差确定为Q＝1×10^-2；

S302：构建观测方程：

观测变量为：里程计k+1时刻的测量结果、角度传感器k时刻的测量结果和陀螺仪k+1时刻的测量结果；

其中，与状态变量的关系如下：

其中，ΔS_k+1来自里程计k+1时刻的测量结果，β_k来自角度传感器k时刻的测量结果，θ_{gyro_k+1}和Δθ_{gyro_k+1}自陀螺仪k+1时刻的测量结果；观测矩阵为：

观测误差的标准差采用步骤S302获得的针对不同传感器的观测误差参数，即：R＝[里程计观测误差方差角度传感器观测误差方差陀螺仪观测误差方差]。

2.根据权利要求1所述的用于二轮车的定位方法，其特征是，所述里程计包括霍尔传感器和磁铁片；

安装里程计具体为：将磁铁片安装在二轮车后轮轮毂上，将霍尔传感器安装在二轮车后轮支架上；

对所述里程计进行标定具体为：测量二轮车后轮的直径。

3.根据权利要求1所述的用于二轮车的定位方法，其特征是，安装陀螺仪具体为：将陀螺仪安装在二轮车车体上除前把和前轮外的位置上，且保持陀螺仪与地面水平，使陀螺仪的转动与二轮车车体转动保持一致。

4.根据权利要求1所述的用于二轮车的定位方法，其特征是，安装角度传感器具体为：将角度传感器安装在二轮车前把上，其中，角度传感器的中心轴安装在二轮车前把的轴上；角度传感器的壳体安装在二轮车前把的连接体上；

对角度传感器进行标定具体包括以下子步骤：

S101：将二轮车摆正，并使前轮的着地点位于角度尺的原点，标定此时角度传感器的测量值为0°；

S102：将前轮偏转一定角度，此时角度尺的测量值为真实角度，记录此时角度传感器的测量电压；

S103：多次重复步骤S102，连续记录不同真实角度下的测量电压，根据测量电压和真实角度的数据进行拟合，得到角度校正曲线，其中，0度值和斜率为最终的校正参数。