[发明专利]用于确定交通工具速度的方法和装置

说明书

本发明涉及用于确定交通工具速度的方法和装置。描述了一种包括全球定位系统(GPS)传感器、惯性测量单元(IMU)和高级驾驶员辅助系统(ADAS)的交通工具。操作交通工具包括经由GPS传感器确定与速度、位置和路线相关联的第一参数，以及经由IMU确定与加速度和角速度相关联的第二参数。基于第一参数和第二参数确定侧倾和俯仰参数。基于侧倾和俯仰参数、第一参数和第二参数确定第一交通工具速度矢量；并且基于侧倾和俯仰参数、路面摩擦系数、角速度、车轮角度和第一交通工具速度矢量来确定第二交通工具速度矢量。基于第一交通工具速度矢量和第二交通工具速度矢量的融合来确定最终交通工具速度矢量。基于最终交通工具速度矢量来控制交通工具。

技术领域

本发明涉及用于确定交通工具速度的方法和装置。

背景技术

交通工具控制系统可以受益于与行驶表面状况相关的信息，并且可以采用这样的信息作为输入来控制一个或多个系统，例如制动、转弯和加速。

当前用于估计或以其他方式确定交通工具行驶矢量的方法在扩展到高度非线性的交通工具操纵时可能不能提供足够的准确度，高度非线性的交通工具操纵例如可能发生在交通工具在光滑表面上操作时以及其中行驶表面包括显著的道路斜坡/坡度行驶情况，或者高度非线性动态操纵例如可能发生在存在包括雪和/或冰的行驶表面条件时，或者当交通工具正在上坡或下坡行驶时。

确定交通工具行驶矢量时的不准确性或错误可能会影响驾驶辅助系统的性能，例如高级驾驶辅助系统(ADAS)或其他自主交通工具系统。

发明内容

描述了一种包括全球定位系统(GPS)传感器、惯性测量单元(IMU)和高级驾驶员辅助系统(ADAS)的交通工具。一种用于操作交通工具的方法和相关联系统，包括经由GPS传感器确定与交通工具的速度、位置和路线相关联的第一参数，以及经由IMU确定与交通工具的加速度和角速度相关联的第二参数。基于第一参数和第二参数确定侧倾和俯仰参数。基于侧倾和俯仰参数、第一参数和第二参数确定第一交通工具速度矢量；并且基于与交通工具的路面摩擦系数、角速度、车轮角度相关联的第二参数和第一交通工具速度矢量来确定第二交通工具速度矢量。基于交通工具的第一交通工具速度矢量和第二交通工具速度矢量的融合来确定最终交通工具速度矢量。基于最终的交通工具速度矢量来控制交通工具的操作。

本公开的一个方面包括通过执行第一状态估计器来基于同步的第一参数和第二参数确定侧倾和俯仰参数，该第一状态估计器可以是第一扩展卡尔曼滤波器的形式，以基于第一参数和第二参数确定侧倾和俯仰参数。

本公开的另一方面包括通过执行六自由度(6-DOF)扩展卡尔曼滤波器来基于第一参数和第二参数确定侧倾和俯仰参数，从而执行第一扩展卡尔曼滤波器来确定侧倾和俯仰参数。

本公开的另一方面包括通过执行第二状态估计器来基于侧倾和俯仰参数、第一参数和第二参数确定第一交通工具速度矢量，第二状态估计器可以是第二扩展卡尔曼滤波器的形式，以基于侧倾和俯仰参数、第一参数和第二参数确定第一交通工具速度矢量。

本公开的另一方面包括通过执行三自由度(3-DOF)扩展卡尔曼滤波器来基于侧倾和俯仰参数、第一参数和第二参数确定第一交通工具速度矢量，从而执行第二扩展卡尔曼滤波器来确定第一交通工具速度矢量。

本公开的另一方面包括同步第一参数和第二参数，并基于同步的第一参数和第二参数确定侧倾和俯仰参数。

本公开的另一方面包括基于重力来补偿与交通工具的加速度和角速度相关联的第二参数以及侧倾和俯仰参数以确定加速度矢量，并且基于加速度矢量和第一参数执行第二扩展卡尔曼滤波器以确定第一交通工具速度矢量。