[发明专利]车轮安装惯性测量单元的安装参数现场标定方法

权利要求书

1.一种车轮安装惯性测量单元的安装参数现场标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，粗标定阶段，采用TRIAD算法获得惯性测量单元相对于车轮的轴对准误差的粗略值；

S2，精标定阶段，通过车辆运动学约束和惯性测量单元的输出建立卡尔曼滤波器，并根据所述卡尔曼滤波器计算惯性测量单元相对于车轮的偏心距和轴对准误差精确值，同时估计出车辆位姿。

2.根据权利要求1所述的一种车轮安装惯性测量单元的安装参数现场标定方法，其特征在于，步骤S1包括：

S11，采集车辆停止状态下三轴加速度计的输出值，并对1秒内三轴加速度计的输出值取平均值；

S12，采集车辆沿直线行驶状态下三轴陀螺的输出值，并对1秒内三轴陀螺的输出值取平均值；

S13，根据步骤S11和步骤S12得到的平均值，采用TRIAD算法计算得到惯性测量单元相对于车轮的轴对准误差矩阵粗略值。

3.根据权利要求2所述的一种车轮安装惯性测量单元的安装参数现场标定方法，其特征在于，步骤S13中，计算所述轴对准误差矩阵粗略值的公式为：

其中，w₂＝[0 g 0]^T；

为车轮坐标系w系的估计结果系到惯性测量单元坐标系b系的坐标变换矩阵；为1秒内三轴陀螺的输出值平均值，为1秒内三轴加速度计输出值平均值；g为当地重力加速度值。

4.根据权利要求1所述的一种车轮安装惯性测量单元的安装参数现场标定方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21，建立卡尔曼滤波器，设定卡尔曼滤波器的初值，并将粗标定阶段的结果作为精标定阶段中轴对准误差矩阵的初值；

S22，按照时间顺序读取一帧惯性测量单元的输出数据，并代入卡尔曼滤波器；

S23，通过卡尔曼滤波器估计状态变量和均方误差阵；

S24，状态反馈，更新轴对准误差值；

S25，车身姿态计算与定位；

S26，重复循环步骤S22至S25，直至步骤S22中数据全部读取完毕。

5.根据权利要求4所述的一种车轮安装惯性测量单元的安装参数现场标定方法，其特征在于，步骤S21中，建立卡尔曼滤波器包括建立扩展卡尔曼滤波器的状态方程和观测方程；

状态方程：

观测方程：Z＝h(X)+V

其中，状态变量α为车轮转角，为车轮角速度，为车轮角加速度；惯性测量单元相对于车轮的轴对准误差用欧拉角表示，分别为横滚角γ_s，俯仰角θ_s，方位角ψ_s；r为惯性测量单元与车轮的偏心距；设定状态变量的初始方差阵为P(t₀)；为高斯白噪声，其方差为Q；f^b为三轴加速度计输出；V为观测噪声，其方差阵为R；t_k＝kT，T为采样周期，k为正整数；

其中，

gⁿ＝[0 0 -g]^T

v系为车身坐标系，其坐标原点位于车轮与地面的接触点，n系为导航坐标系，其相对于地球凝固且与初始时刻v系重合，为A系到B系的坐标变换矩阵，w_AB为B系相对于A系的角速度，为角速度w_AB在C系下的投影，的三个元素分别记为和a_AB为B系相对于A系的加速度，为加速度a_AB在C系下的投影，R为车轮半径。