[发明专利]增强的惯性传感器

说明书

技术领域

本发明大体涉及增强的惯性传感器系统。

背景技术

乘员约束系统和交通工具动态控制系统(如电子稳定控制系统)通常使用惯性传感器(例如加速度计和陀螺仪)来检测保证多种制约器/稳定致动器运行的事件。乘员约束系统通常需要检测出加速度和/或旋转速度在短时间内的相对大的、突然的变化。交通工具动态控制系统通常需要检测出加速度和旋转速度在较长时间段内的相对小的、细微的变化。通常，选择能够测量约束系统所需的较大信号并且还能够精确测量交通工具动态控制系统所需的较小信号的单一加速度计和/或单一旋转速度传感器是困难的，这是因为大信号传感器的增益和偏移误差通常大于稳定控制系统的需求。仅通过传感器的改进或自行调整来最小化加速度计和陀螺仪的增益和偏移误差通常会产生过高的成本。

发明内容

为了满足上述需求，同时也为了克服相关技术的缺点和其它限制，本发明提供了增强惯性传感器的使用的系统。

所述系统通过使用惯性测量单元来确定交通工具的测量旋转速度和平移加速度，所述惯性测量单元包括(例如)线性加速度计和/或旋转速度传感器(例如陀螺仪)。此外，所述系统还可基于另一传感系统(例如远程传感系统)单独确定交通工具的估测旋转速度和平移加速度。所述远程传感系统基于与交通工具外部的元件(例如道路、树或卫星)之间的相互作用来估测旋转速度和平移加速度。远程传感系统的示例可包括视觉系统、距离传感器或全球定位系统(GPS)。基于估测旋转速度和平移加速度的增益误差和偏移误差，所述系统产生补偿旋转速度和补偿平移加速度，以减小来自惯性测量单元的。如此，补偿旋转速度和补偿平移加速度允许用于感测碰撞事件的宽动态范围的惯性传感器也用于交通工具稳定性的应用。

下文将结合相应附图和随附的权利要求对本发明进行描述，通过下文的描述，本领域技术人员能够明显看出本发明的其它目的、特征以及优势。

附图说明

在相应附图中，零件不必按比例绘制，这些零件是为了阐述本发明的原理。此外，所有附图中，相同的附图标记指示了相同的部件。

图1是用于处理视觉系统数据和惯性传感器数据的系统的示意图；

图2是使用远程传感系统来增强惯性测量单元信号的方法的流程图；

图3a和图3b是使用远程传感系统来增强惯性测量单元信号的图形示意图；

图4是实施此处所述方法的计算机系统的示意图。

具体实施方式

现在参考图1，附图标记100指示了包含有本发明的原理的系统。所述系统100包括被安装于交通工具上的远程传感系统，所述远程传感系统基于交通工具运行时在其周围环境中所观测到的固定物体来确定估测旋转速度和平移加速度。信号处理逻辑可使用来自远程传感系统的估测旋转速度和平移加速度来减小来自惯性测量单元的测量旋转速度和平移加速度的增益误差和偏移误差。补偿旋转速度和补偿平移加速度允许用于感测碰撞事件的宽动态范围的惯性传感器也可以用于交通工具稳定性的应用。

系统100还可包括远程传感系统110、计时设备120、惯性测量单元130和逻辑处理器114。示例性的远程传感系统可包括(例如)视觉系统、距离传感器系统、全球定位系统(GPS)或上述系统的任一种组合。远程传感系统110可包括视觉处理器，并且可被连接到一个或多个用于接收图像的相机112。相机112可包括CCD、CMOS或原件的相似的感光序列。相机112还可包括用于聚焦或调节被接收到感光序列上的光的光学器件。感光序列随后将图像信息进行数字化，并且将其提供给远程传感系统110中的视觉处理器。可从图像数据中提取出多种特征信息以确定相机112的视图域中的物体的位置和方向。交通工具的旋转速度和平移加速度可由远程传感系统110计算出，而不依赖于惯性测量单元130。