【技术实现步骤摘要】
本申请涉及车载导航，特别是涉及一种组合导航系统的零速检测与修正方法、装置、设备和介质。
技术介绍
1、随着计算机技术和传感器技术的不断发展，车辆组合导航研究领域也取得了长足进步，车辆对组合导航的定位精度需求也不断提高；目前常用组合导航系统，来提高车载导航的精度。
2、目前大多数组合导航系统的解决方法都使用imu传感器、gps传感器和wheel传感器进行融合定位，形成imu传感器、gps传感器和wheel传感器的组合导航定位系统。然而，在车辆运动过程中，imu(inertial measurement unit，惯性测量单元)对车辆的定位估算受bias(偏移)影响而导致估算结果与车辆的实际位置产生偏移，若长时间的误差累积而不进行修正，组合导航估算的车辆轨迹将产生明显的漂移。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种组合导航系统的零速检测与修正方法、装置、设备和介质，旨在解决现有车辆运动过程中，imu对车辆的定位估算受bias(偏移)影响而导致估算结果与车辆的实际位置产生偏移，若长时间的误差累积而不进行修正，组合导航估算的车辆轨迹将产生明显的漂移的技术问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术第一方面提出一种组合导航系统的零速检测与修正方法，包括：
3、获取所述组合导航系统的导航数据信息，所述导航数据信息包括imu数据、gps数据和wheel数据；
4、根据所述导航数据信息进行零速检测，得到检测结果，并根据所述检测结果判断车辆的运动状态
5、当车辆的运动状态为完全静止状态时，则对组合导航系统进行零速修正。
6、进一步地，所述获取组合导航系统的导航数据信息，包括：
7、基于imu传感器获取车辆的imu数据、基于gps传感器获取车辆的gps数据和基于wheel传感器获取车辆的wheel数据；
8、对所述imu数据进行一阶低通滤波处理，得到所述imu传感器的滤波处理数据；
9、将所述滤波处理数据、所述gps数据和所述wheel数据作为所述导航数据信息输出。
10、进一步地，所述一阶低通滤波的计算式为：
11、gk(xk)＝b·xk+(1-b)gk-1(xk-1)；
12、其中：
13、xk＝(a g)t，
14、xk表示第k次所述imu传感器采样得到的加速度计和陀螺仪数值，a表示采样得到的加速度计数值，g表示采样得到的陀螺仪数值，gk(xk)表示第k次滤波之后的输出值，gk-1(xk-1)表示第k-1次滤波之后的输出值，b表示滤波系数，t为转置矩阵，k∈n*，且k≥1。
15、进一步地，所述根据所述导航数据信息进行零速检测，得到检测结果的步骤，包括：
16、基于所述imu数据对车辆进行第一零速检测，得到第一检测结果；
17、基于所述gps数据对车辆进行第二零速检测，得到第二检测结果；
18、基于所述wheel数据对车辆进行第三零速检测，得到第三检测结果；
19、基于卡方检验对车辆进行第四零速检测，得到第四检测结果；
20、根据所述第一检测结果、所述第二检测结果、所述第三检测结果和所述第四检测结果判断车辆的运动状态。
21、进一步地，所述基于所述imu数据对车辆进行第一零速检测，得到第一检测结果的步骤，包括：
22、判断所述imu传感器采样得到的所述加速度计数值是否小于第一预设阈值且所述陀螺仪数值是否小于第二预设阈值；
23、当所述加速度计数值小于所述第一预设阈值且所述陀螺仪数值小于所述第二预设阈值时，得到所述第一检测结果，其中，所述第一检测结果为车辆处于相对静止状态。
24、进一步地，所述gps数据包括gps位置数据和gps速度数据；
25、所述基于所述gps数据对车辆进行第二零速检测，得到第二检测结果的步骤，包括：
26、判断所述gps位置数据否是满足第一预设条件且所述gps速度数据否是满足第二预设条件；
27、当所述gps位置数据满足第一预设条件且所述gps速度数据满足第二预设条件时，得到所述第二检测结果，其中，所述第二检测结果为车辆处于相对静止状态。
28、进一步地，所述基于所述wheel数据对车辆进行第三零速检测，得到第三检测结果的步骤，包括：
29、判断所述wheel数据输出是否为零；
30、当所述wheel数据输出为零时，得到第三检测结果，其中，所述第二检测结果为车辆处于相对静止状态。
31、进一步地，所述基于卡方检验对车辆进行第四零速检测，得到第四检测结果的步骤，包括：
32、基于各传感器相对于车辆的位置定义组合导航坐标系，所述组合导航坐标系包括imu坐标系、gps坐标系、车体坐标系和世界坐标系；
33、将所述组合导航系统的系统状态量定义为：
34、x＝(pwb vwb θwb ba bg θbc pbc)t；
35、其中，所述系统状态量x为预设维数的向量，下标w表示所述组合导航系统启动时的世界坐标系，下标b表示所述imu坐标系，下标c表示所述车体坐标系，pwb表示所述系统状态量的三维位置信息，vwb表示所述系统状态量的三维速度信息θwb表示所述系统状态量的三维旋转信息ba表示加速度计偏置，bg表示陀螺仪偏置，θbc表示所述车体坐标系到所述imu坐标系之间的旋转转化关系，pbc表示所述车体坐标系到所述imu坐标系之间的位移转化关系；
36、计算组合导航系统噪声的状态量：
37、m＝(vi θi)，
38、其中，m为组合导航系统噪声的状态量，vi表示加速度计噪声的状态量，θi表示陀螺仪噪声的状态量；
39、计算组合导航系统噪声的协方差矩阵：
40、
41、其中，
42、
43、
44、表示加速度计的噪声方差值，表示陀螺仪的噪声方差值，i为单位矩阵，和的值由allan方差法计算得到；
45、基于加速度计约束和陀螺仪约束构建零速更新的观测方程：
46、
47、其中，a为经过一阶低通滤波处理之后得到的加速度计数值，g为经过一阶低通滤波处理之后得到的陀螺仪数值，矩阵表示为：
48、
49、表示所述imu坐标系与所述世界坐标系之间的旋转矩阵，g表示当地重力加速度；
50、根据所述零速更新的观测方程计算所述系统状态量的雅可比矩阵：
51、
52、其中，为矩阵gb的反对称矩阵；
53、基于卡方检验进行零速检测，构建零速检测模型的卡方检验值：
54、
55、其中，
56、sc＝h·p·ht+50·r，
57、p表示误差状态卡尔曼滤波误差状态的协方差矩阵，e为卡本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述获取组合导航系统的导航数据信息，包括：
3.根据权利要求2所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述一阶低通滤波的计算式为：
4.根据权利要求3所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述根据所述导航数据信息进行零速检测，得到检测结果的步骤，包括：
5.根据权利要求4所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述基于所述IMU数据对车辆进行第一零速检测，得到第一检测结果的步骤，包括：
6.根据权利要求5所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述GPS数据包括GPS位置数据和GPS速度数据；
7.根据权利要求6所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述基于所述WHEEL数据对车辆进行第三零速检测，得到第三检测结果的步骤，包括：
8.根据权利要求7所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于
9.根据权利要求8所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述根据所述第一检测结果、所述第二检测结果、所述第三检测结果和所述第四检测结果判断车辆的运动状态的步骤，包括：
10.根据权利要求9所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述对组合导航系统进行零速修正的步骤，包括：
11.一种组合导航系统的零速检测与修正装置，其特征在于，包括：
12.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至10中任一项所述的组合导航系统的零速检测与修正方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至10中任一项所述的组合导航系统的零速检测与修正方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述获取组合导航系统的导航数据信息，包括：
3.根据权利要求2所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述一阶低通滤波的计算式为：
4.根据权利要求3所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述根据所述导航数据信息进行零速检测，得到检测结果的步骤，包括：
5.根据权利要求4所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述基于所述imu数据对车辆进行第一零速检测，得到第一检测结果的步骤，包括：
6.根据权利要求5所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述gps数据包括gps位置数据和gps速度数据；
7.根据权利要求6所述的组合导航系统的零速检测与修正方法，其特征在于，所述基于所述wheel数据对车辆进行第三零速检测，得到第三检测结果的步骤，包括：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈诺，刘毅，徐彬，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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