用于校准车辆的横摆角速度传感器的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于校准车辆的横摆角速度传感器的方法，其中，通过来自该横摆角速度传感器的测量数据获取该车辆的横摆角速度，其中，通过来自至少一个光学环境传感器单元的传感器数据确定横摆角变化，其中，确定该横摆角速度传感器的偏移，通过将获取到的横摆角速度和所确定的横摆角变化融合来确定该偏移，并且其中，根据所确定的偏移校准该横摆角速度传感器。器。器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于校准车辆的横摆角速度传感器的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于校准车辆的横摆角速度传感器的方法和设备。本专利技术还涉及一种具有这种设备的车辆和一种计算机程序产品。
[0002]诸如乘用车、商用车、机动两轮车等现代机动车辆或现有技术中已知的其他交通工具，通常配备诸如ESC(电子稳定控制)等可以有针对性地影响机动车辆的驾驶行为的驾驶动力学控制系统。此外，已知大量驾驶辅助系统，诸如驻车辅助、车道辅助、自适应巡航控制或队列辅助，可用于以半自动或全自动方式引导机动车辆。对于许多驾驶辅助系统，了解车辆的确切车辆方位非常重要。这是能够在计划路径上或沿着计划轨迹引导车辆而不会发生碰撞的关键因素。
[0003]例如，借助于稳定控制系统(ESC)的横摆角速度传感器来估计车辆方位。然而，横摆角速度传感器的缺点是其可变的失真和缩放特性会导致传感器漂移。因此，横摆角速度信号，特别是横摆角速度信号的质量，会影响车辆方位的确定，从而影响驾驶辅助系统沿计划轨迹引导机动车辆时的操作。
[0004]在这种背景下，通常对横摆角速度传感器进行校准，从而确定偏移并随后对偏移进行补偿。偏移描述了横摆角速度传感器的偏差，从而描述了借助于横摆角速度传感器获取到的横摆角速度偏离车辆的实际横摆角速度的量。通过根据偏移值对获取到的横摆角速度进行补偿，至少可以减少上述借助于横摆角速度传感器获取到的横摆角速度与车辆的实际横摆角速度的偏差或消除该偏差，从而使借助于横摆角速度传感器获取到的横摆角速度至少与实际横摆角速度接近相等/接近相等。这种偏差的减少或消除称为偏移补偿。/>[0005]例如，一种已知的校准方法是在车辆处于静止状态时对来自横摆角速度传感器的测量值求平均值，从而确保车辆静止，因此确保获取到的偏移实际上可以归因于横摆角速度传感器的测量信号失真。在车辆处于静止状态时对来自横摆角速度传感器的测量值求平均值的问题是：在车辆移动期间不会更新得知的偏移，因而不会考虑例如在横摆角速度传感器转向时由于非线性误差而可能发生的变化的偏移。因此，在移动期间需要定期更新偏移获取，以提高车辆方位的估计准确性。
[0006]在车辆移动时用于校准横摆角速度传感器的另一种方法是，将运动学车辆模型和动力学车辆模型相结合。但是，所确定的横摆角速度的准确性取决于车辆模型中使用的其他车辆参数的准确性，例如来自机动车辆的方向盘角度传感器和车轮速度传感器的测量数据的准确性。如果方向盘角度与前车桥的实际车轮角度之间存在偏移，则会导致根据车辆模型计算的横摆角速度的准确性显著下降。此外，来自车轮速度传感器的测量数据仅在一定的最小速度以上才能有使用的意义。因此，特别是在低操控速度下，例如通常在泊车操控中的情况，与车轮速度相关的测量数据会对确定横摆角速度的准确性产生负面影响。
[0007]相比之下，本专利技术的目的在于提供一种进一步提高横摆角速度传感器的校准精度的方法和设备。
[0008]上述目的通过权利要求1和并列的权利要求的全部教导来实现。在从属权利要求中要求保护了本专利技术的有利配置。
[0009]提出了一种用于特别是在车辆移动期间校准车辆的横摆角速度传感器的方法。通
过来自横摆角速度传感器的测量数据获取车辆的横摆角速度。横摆角速度的获取能够实现车辆方位的确定。
[0010]此外，通过来自至少一个光学环境传感器单元的传感器数据确定横摆角变化，特别是车辆的方位变化。变化的车辆方位可以被理解为特别是指，例如在两个采样时间之间随时间变化的车辆位置。换言之，特别是基于视觉测程法获取到横摆角变化。例如，横摆角变化是通过探测车辆相对于布置在车辆周围环境中的至少一个物体点的相对位置并在车辆移动期间获取相对位置变化来确定的。
[0011]在优选的实施例中，光学环境传感器单元是机动车辆的至少一个车载摄像头，具体地是至少一个前置摄像头。在特别优选的实施例中，光学环境传感器单元包括至少一个前置摄像头和/或后置摄像头以及至少两个侧面摄像头。摄像头数据有利地不包含偏移，因此通过与来自横摆角速度传感器的测量数据进行比较可以可靠且稳健/鲁棒地确定偏移。
[0012]特别地，在由至少一个车载摄像头生成的图像序列的相继的图像帧中确定至少一个图像特征(例如物体点)的相应图像位置。此外，优选的是，横摆角变化是基于至少一个图像特征在图像帧的记录时间之间的图像位置的变化来确定的。
[0013]确定横摆角速度传感器的偏移。特别地，偏移是借助于横摆角速度传感器获取到的横摆角速度与车辆的实际横摆角速度之间的横摆角速度传感器偏差。为了确定偏移，将获取到的横摆角速度传感器横摆角速度与所确定的横摆角变化融合。因此，光学环境传感器单元特别是作为用于校准由横摆角速度传感器测量的横摆角速度的另一源而被包括。融合优选用于确定彼此独立确定的车辆方位之间的差异。
[0014]横摆角速度传感器根据所确定的偏移进行校准。特别地，横摆角速度传感器的横摆角速度根据所确定的偏移进行校正。车辆方位的变化特别优选地基于校正的横摆角速度并通过将校正的横摆角速度与视觉测程法融合来确定。例如，所确定的方位变化被作为沿着确定的本车轨迹对机动车辆进行半自动或全自动引导的基础，特别优选作为执行下游的驾驶辅助功能，例如驻车辅助或车道辅助的基础。
[0015]特别地，根据本专利技术的方法改进了在车辆移动期间测量的陀螺仪速度信号的横摆角速度偏移的确定。因此，可以防止或至少减少由横摆角速度传感器引起的漂移。这样可以准确且稳健地确定车辆的车辆方位，从而基于所确定的车辆方位沿计划轨迹精确引导车辆。
[0016]根据一种优选的改进方案，通过借助于卡尔曼滤波器将获取到的横摆角速度和所确定的横摆角变化融合来确定车辆的方位变化。换言之，特别是将横摆角速度和横摆角变化提供给卡尔曼滤波器，以进行进一步处理来确定偏移。卡尔曼滤波器特别基于一个过程模型，其用于在含误差/含错误的观测的基础上迭代估计系统参数。
[0017]卡尔曼滤波器的原理特别在于，对状态向量的当前值进行滤波并预测下一个采样时间。在此背景下，卡尔曼滤波器因此特别包括预测步骤和校正步骤，预测步骤包括确定预期的横摆角变化和预期的横摆角速度，并且校正步骤包括接收获取到的横摆角速度和在两个摄像头图像之间确定的横摆角变化。因此，在预测步骤中特别是不对测量数据进行处理，而是仅进行基于车辆的横摆加速度的累加。
[0018]特别优选地，横摆角速度的获取以第一周期持续时间周期性地进行，并且横摆角变化的确定以与第一周期持续时间不同的第二周期持续时间周期性地进行。特别地，横摆
角速度和横摆角变化的融合以融合周期持续时间周期性地进行。横摆角变化的确定，特别是来自车载摄像头的摄像头数据的确定，通常使用摄像头的帧速率进行预定义。由于执行的融合，无需调整横摆角速度的确定以适应该帧速率。
[0019]在优选的实施例中，在融合中/在融合时检查自先前的融合以来是否已经在所捕获的摄像头图像之间确定了新的横摆角变化，如果不是这种情况，则不执行校正步骤或校正步骤中以降低的权重来接收最后获取到的横摆角变化。换言之，特别是在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于校准车辆(1)的横摆角速度传感器(2)的方法，其中，通过来自该横摆角速度传感器(2)的测量数据获取该车辆(1)的横摆角速度(Ψ
gyro
)，其中，通过来自至少一个光学环境传感器单元(3)的传感器数据确定横摆角变化(Δψ
visu
)，其中，确定该横摆角速度传感器(2)的偏移(Ψ
gyrooffset
)，(Ψ
gyrooffset
)通过将获取到的横摆角速度(Ψ
gyro
)和所确定的横摆角变化(Δψ
visu
)融合来确定该偏移，其中，根据所确定的偏移(Ψ
gyrooffset
)来校准该横摆角速度传感器(2)。2.如权利要求1所述的方法，其中，通过借助于卡尔曼滤波器(5)将所确定的横摆角速度(Ψ
gyro
)和所确定的横摆角变化(Δψ
visu
)融合，来确定所述车辆(1)的方位变化。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，该获取到的横摆角速度(Ψ
gyro
)和所确定的横摆角变化(Δψ
visu
)的融合用于确定融合的横摆角速度(Ψ
fus
)和融合的横摆角变化(Δψ
visufus
)。4.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该横摆角速度(Ψ
gyro
)的获取以第一周期持续时间(t
gyro
)周期性地进行，并且该横摆角变化(Δψ
visu
)的确定以与所述第一周期持续时间(t
gyr...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：大陆汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：