[发明专利]车辆姿态测量装置及姿态测量方法

说明书

本发明提供了一种车辆姿态测量装置，该测量装置包括传感器，该传感器安装在车架底部，用于测量传感器与地之间的距离。基于车辆姿态测量装置，本发明提出了车辆姿态测量方法。发明克服了现有技术中惯性测量器件IMU测量车身姿态不准的缺陷。

技术领域

本发明涉及车辆姿态控制技术领域，具体而言，涉及一种两轮车姿态测量装置及其姿态计算方法。

背景技术

现有两轮汽车的姿态确定方法是通过惯性测量单元（Inertial MeasurementUnit，以下简称IMU）的三轴加速度计测量线加速度、三轴陀螺仪测量角速度，采用捷联惯性测量的定姿算法，解算完成对两轮汽车的滚动角、俯仰角、偏航角测量确定。

陀螺仪提供的测量值用于确定车辆相对于地面参考坐标系的姿态和方位，姿态和方位信息用于把加速度测量值分解到参考坐标系中，分解后的加速度值经两次积分既可获得车辆在参考坐标系里的速度和位置。陀螺仪测量车辆相对于参考坐标系的姿态变化或转动速率。但加速度计并不能把车辆的总加速度（相对于参考坐标系）与由引力场引起的加速度分开。实际上，这些敏感器能测量空间真实加速度与引力加速度之差。

为了确定车辆相对于参考坐标系的加速度，加速度计给出的测量值必须结合引力场的影响，利用这些信息，就可以推导出车辆相对于参考系的加速度，进而估算出相对于参考坐标系的姿态、速度和位置。

利用惯性测量器件IMU，测量重力方向和车身转动，进而解算出车身姿态，因此存在如下几个缺点：一、由于惯性器件仅能感应车身加速度信息，车身在斜坡或切斜路面的姿态存在偏差；二、惯性器件存在漂移，误差随时间累积而增加。

发明内容

本发明提供一种车辆姿态测量装置，以解决现有技术中惯性测量器件IMU测量车身姿态不准的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种车辆姿态测量装置，包括传感器，所述传感器安装在车架底部，用于测量传感器与地之间的距离。

进一步地，该车辆姿态测量装置中传感器为两个或多个，相对于车辆中心纵平面对称安装。

进一步地，车辆姿态测量装置中传感器为一个，单侧布置在车架底部。

进一步地，车辆姿态测量装置中传感器为一个，传感器布置在车身纵平面内。

本发明提供一种车辆姿态测量方法，所述车辆包含两个传感器的车辆姿态测量装置，传感器相对于车辆中心纵平面对称安装，其姿态测量方法为：

其中： 为车辆滚动角，为左侧激光测量距离， 右侧激光测量距离 为两侧传感器之间距离。

此外，本发明还提供另一种车辆姿态测量方法，所述车辆为包含两个传感器的车辆姿态测量装置的车辆，相对于车辆中心纵平面对称安装，当所述传感器具有安装角时，其姿态测量方法为：

其中：为左侧激光安装角度、为右侧激光安装角度。

具体地，所述安装角、的计算方法为：

利用铅锤线及水平尺将车辆调平至铅锤零姿态，获得安装后的传感器测距数据

测量获得传感器与车架安装点与地面铅锤距离

通过三角关系计算获得安装角、。

本发明提供第三种车辆姿态测量方法，所述车辆包含一个传感器的车辆姿态测量装置，该传感器单侧布置在车架底部，其姿态测量方法为：

其中：L为单侧激光测量距离，H为零姿态时刻激光测量值。