[发明专利]一种测速方法与装置

说明书

本发明公开了一种测速方法与装置，包含以下步骤：初始化、采集数据、计算速度观测值及误差包络矩阵、计算速度观测值误差系数、计算速度估计值，最终能够输出每个采样点的速度估计值。相比于已有技术，本发明具有如下优点：消除了基于惯性传感器积分的速度估计的累计误差；比单独使用定位系统进行差分运算得到的速度推算值更为准确，可靠性更高；通过对陀螺仪输出序列的分析，能够获取当前车况，进而获取速度观测值误差系数，实现了速度估计过程中增益的自动调整，进一步提升了估计的准确性。

技术领域

本发明涉及信号处理技术，特别是涉及一种测速方法与装置。

背景技术

在很多应用场合中，需要实时地获取目标的运动速度，即其相对于东、北方向的速度分量值。一种常用的手段是利用安装在目标上的速度检测器来获取速度。文献“牛英明、肖骁、夏夕盛、李超，一种测速系统，申请号：CN201310714583.X，申请日：2013-12-20”公开了一种测速系统，用于对车辆进行速度检测，包括至少一个测速子系统，每个测速子系统包括：多个驱动模块，多个输入表决模块，多个单元处理模块，速度融合模块，输出表决模块。该发明提供的测速系统中，对传感器采集的车辆速度信号，进行多次判决保证采集到的速度信号可用，然后利用可用的速度信号进行融合，可以提高速度检测的准确性、可靠性和可用性。文献“赖鸿庆，测速方法以及测速装置，申请号：CN201610620233.0，申请日：2016-08-01”公开了一种测速方法以及测速装置，其中，测速装置包含：一影像撷取装置，用以撷取一待测物的至少一待测物影像；以及一速度计算装置，用以根据该待测物影像的残影长度来计算该待测物的一移动速度。文献“程赟、来先家，一种测速设备及测速系统，申请号：CN201810299178.9，申请日：2018-04-04”公开了一种测速设备及测速系统，原理如下：前端采集设备采集第一监控区域的第一图像信息，识别第一图像信息中的第一车牌信息；测速设备接收第一车牌信息及第一图像信息，获取第一车牌信息的接收时间，并采集第二监控区域的第二图像信息，识别第二图像信息中的第二车牌信息，获取第二车牌信息的获得时间，若第二车牌信息与第一车牌信息相同，根据接收时间与获得时间的时间差及前端采集设备与测速设备的距离计算第二车牌信息对应车辆的车速，若车速超过设定车速，将超速车辆的图像信息、车牌信息及车速发送至监控终端。文献“K·A·奥德亚、J·里尤、F·纳迪、H·谭，GPS增强的车辆速度估计，申请号：CN201010548781.X，申请日：2010-11-12”公开了一种使用单天线全球定位系统的车辆估计车辆速度的方法。使用所述单天线GPS测量所述车辆的绝对速度和航向角。所述绝对速度和所述侧滑角的函数来确定所述车辆速度。将所述车辆速度提供给车辆动态控制应用。用惯性传感器的积分来进行速度估计的误差随着时间的推移而增加，用定位结果来进行差分运算得到的速度受到定位传感器精度的影响，已有的技术文献没有解决这些问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种测速方法，包括以下步骤：

第1步、初始化：设定采样点t＝0，设置加速度计与定位传感器的采样时间为T，设置陀螺仪的采样时间为N·T，其中N为正整数；根据实际情况确定权重系数w_i,i＝1,2,3,4；

第2步、采集数据：令t←t+1，从加速度计中获取在采样点t的被测对象东向、北向的加速度a_x,t与a_y,t；从陀螺仪中获取从采样点t-1至t之间的被测对象的偏航速率序列从定位传感器中获取在采样点t的被测对象的位置坐标与相应的误差包络矩阵R_t，其中为在采样点t的东向坐标的定位结果，为在采样点t的北向坐标的定位结果，R_t为一个2维的对角阵，并且满足

其中，表示以为中心，以R_t为包络矩阵的椭球，θ_t＝(x_t,y_t)′表示真实的位置坐标；