一种车载组合导航产品安装角标定方法
技术领域
本发明涉及数据处理
技术领域
，特别涉及一种车载组合导航产品安装角标定方法。背景技术
车载组合导航产品在正常工作之前，都需要标定产品相对车体的安装角。现有的技术方案是利用车载轮速计的输出进行航位推算；再将航位推算得到的车体位置和全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)输出的位置做差值计算,就可以得到航位推算在三个方向的位置误差；根据这三个位置误差,利用卡尔曼滤波技术就可以估计出组合导航产品相对车体的安装角度。目前的标定方法操作比较复杂：既对车体的行驶路线要求严格，又对行驶速度有一定限制，还需要用到车载轮速计的信息，还需要采集比较长时间的数据来保证滤波器的收敛。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种车载组合导航产品安装角标定方法、电子设备及计算机可读存储介质，只利用组合导航产品自身的输出信息，就可以标定组合导航产品相对车体的安装角。本发明方法不需要其他车载传感器的任何信息，也对车体行驶轨迹和行驶速度没有严格的限制，也不用涉及到卡尔曼滤波器技术，本发明方法具有更好的通用性，具备更高的标定效率。
为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供了一种车载组合导航产品安装角标定方法，所述方法包括：
在车辆行驶过程中对车载组合导航产品的输出数据进行持续采集；
根据所述车载组合导航产品输出的车辆位置数据，计算车辆在车体坐标系的行驶轨迹(Sxk,Syk,Szk)；Sxk，Syk，Szk分别为所述行驶轨迹在所述车体坐标系中三个方向的分量；
对Sxk是否超过设定阈值进行判断，若Sxk超过所述设定阈值则根据所述行驶轨迹，计算所述组合导航产品相对与车体的安装角度；
根据所述安装角度对所述组合导航产品进行标定。
优选的，所述根据所述车载组合导航产品输出的车辆位置数据，计算车辆在车体坐标系的行驶轨迹，具体包括：
设置所述车体坐标系；
设置当地东北天坐标系；
根据所述车载组合导航产品输出的车体姿态数据，计算所述当地东北天坐标系到所述车体坐标系的旋转矩阵
获取所述车载组合导航产品在k-1时刻输出的第一位置数据；所述第一位置数据为第一位置数据(lonk-1,latk-1,hk-1)；所述lonk-1为车体在k-1时刻的经度数据，所述latk-1为车体在k-1时刻的纬度数据，所述hk-1为车体在k-1时刻的椭球高度数据；
获取所述车载组合导航产品在k时刻输出的第二位置数据；所述第二位置数据为第一位置数据(lonk,latk,hk)；所述lonk为车体在k时刻的经度数据，所述latk为车体在k时刻的纬度数据，所述hk为车体在k时刻的椭球高度数据；
根据所述第一位置数据和所述第二位置数据，计算车体在k-1到k时段的位移于所述当地东北天坐标系中的投影(Xk 1,Yk 1,Zk 1)；
根据所述旋转矩阵和所述投影(Xk 1,Yk 1,Zk 1)，计算车体在k-1到k时段的位移于所述车体坐标系中的投影(Xk,Yk,Zk)，
根据投影(Xk,Yk,Zk)，计算车体在0到k时段在所述车体坐标系的所述行驶轨迹(Sxk,Syk,Szk),
进一步的，所述设置所述车体坐标系，具体包括：
以车体后轴中心为原点O，以所述原点O向车头方向为O-X轴，以所述原点O向车体左侧为O-Y轴，以与所述O-X轴及所述O-Y轴构成右手坐标系的方向为O-Z轴。
进一步的，所述设置当地东北天坐标系，具体包括：
以所述车体后轴中心为原点O1，以所述原点O1出发指向当地正东方向为O1-X1轴,以所述原点O1出发指向当地正北方向为O1-Y1轴，与所述O1-X1和所述O1-Y1构成右手坐标系的方向为O1-Z1轴。
进一步的，所述根据所述车载组合导航产品输出的车体姿态数据，计算所述当地东北天坐标系到所述车体坐标系的旋转矩阵具体包括：
所述yaw为所述车体姿态数据的航向角，具体为所述O-X轴在O1X1Y1平面的投影与所述O1-X1轴的夹角，逆时针为正；所述pitch为所述车体姿态数据的俯仰角，具体为所述O1-X1轴在OXZ平面的投影与所述O-X轴的夹角，所述O-X轴在所述O1-X1轴下方为正；所述roll为所述车体姿态数据的滚转角，具体为所述OXZ平面与O1X1Z1平面的夹角，顺时针为正。
进一步的，所述根据所述第一位置数据和所述第二位置数据，计算车体在k-1到k时段的位移于所述当地东北天坐标系中的投影(Xk 1,Yk 1,Zk 1)，具体包括：
其中，Re为地球半径。
优选的，所述计算所述组合导航产品相对与车体的安装角度，具体包括：
其中，所述Δyaw为偏航方向安装角度，所述Δpitch为俯仰安装角度。
优选的，所述设定阈值进为200米。
本发明实施例提供了一种车载组合导航产品安装角标定方法、电子设备及计算机可读存储介质，只利用组合导航产品自身的输出信息，就可以标定组合导航产品相对车体的安装角。本发明方法不需要其他车载传感器的任何信息，也对车体行驶轨迹和行驶速度没有严格的限制，也不用涉及到卡尔曼滤波器技术，本发明方法具有更好的通用性，具备更高的标定效率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种车载组合导航产品安装角标定方法示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例一提供一种车载组合导航产品安装角标定方法，如图1为本发明实施例一提供的一种车载组合导航产品安装角标定方法示意图所示，本方法主要包括如下步骤：
步骤1，在车辆行驶过程中对车载组合导航产品的输出数据进行持续采集。
步骤2，根据车载组合导航产品输出的车辆位置数据，计算车辆在车体坐标系的行驶轨迹(Sxk,Syk,Szk)；
其中，Sxk，Syk，Szk分别为行驶轨迹在车体坐标系中三个方向的分量；
具体包括：步骤21，设置车体坐标系；
具体为：以车体后轴中心为原点O，以原点O向车头方向为O-X轴，以原点O向车体左侧为O-Y轴，以与O-X轴及O-Y轴构成右手坐标系的方向为O-Z轴；
这里，车体坐标系是用来描述汽车运动的特殊动坐标系；其原点与后轴中心重合，当车辆在水平路面上处于静止状态，O-X轴平行于地面指向车辆前方，O-Z轴通过汽车质心指向上方，O-Y轴指向驾驶员的左侧；
步骤22，设置当地东北天坐标系；
具体为：以车体后轴中心为原点O1，以原点O1出发指向当地正东方向为O1-X1轴,以原点O1出发指向当地正北方向为O1-Y1轴，与O1-X1和O1-Y1构成右手坐标系的方向为O1-Z1轴；
这里，当地东北天坐标系ENU(local Cartesian coordinates coordinatesystem)也叫站心坐标系、站点坐标系；主要是用于了解以观察者为中心的其他物体运动规律；
步骤23，根据车载组合导航产品输出的车体姿态数据，计算当地东北天坐标系到车体坐标系的旋转矩阵
具体为：
其中，yaw为车体姿态数据的航向角，具体为O-X轴在O1X1Y1平面的投影与O1-X1轴的夹角，逆时针为正；pitch为车体姿态数据的俯仰角，具体为O1-X1轴在OXZ平面的投影与O-X轴的夹角，O-X轴在O1-X1轴下方为正；roll为车体姿态数据的滚转角，具体为OXZ平面与O1X1Z1平面的夹角，顺时针为正；
步骤24，获取车载组合导航产品在k-1时刻输出的第一位置数据；第一位置数据为第一位置数据(lonk-1,latk-1,hk-1)；
其中，lonk-1为车体在k-1时刻的经度数据，latk-1为车体在k-1时刻的纬度数据，hk-1为车体在k-1时刻的椭球高度数据；
步骤25，获取车载组合导航产品在k时刻输出的第二位置数据；第二位置数据为第一位置数据(lonk,latk,hk)；
其中，lonk为车体在k时刻的经度数据，latk为车体在k时刻的纬度数据，hk为车体在k时刻的椭球高度数据；
步骤26，根据第一位置数据和第二位置数据，计算车体在k-1到k时段的位移于当地东北天坐标系中的投影(Xk 1,Yk 1,Zk 1)；
具体为：
其中，Re为地球半径；
步骤27，根据旋转矩阵和投影(Xk 1,Yk 1,Zk 1)，计算车体在k-1到k时段的位移于车体坐标系中的投影(Xk,Yk,Zk)，
步骤28，根据投影(Xk,Yk,Zk)，计算车体在0到k时段在车体坐标系的行驶轨迹(Sxk,Syk,Szk),
步骤3，对Sxk是否超过设定阈值进行判断，若Sxk超过设定阈值则根据行驶轨迹，计算组合导航产品相对与车体的安装角度；
具体为：
其中，Δyaw为偏航方向安装角度，Δpitch为俯仰安装角度。
这里，设定阈值为一个预先设定的横向偏移阈值，常规情况下为200米。
步骤4，根据安装角度对组合导航产品进行标定。
这里，在使用偏航方向安装角度和俯仰安装角度对组合导航产品完成标定之后，就可以正常使用了。
另外，本发明实施例还定期自动对经度、纬度和椭球高度数据进行自查并保存，并使用当前经度、纬度和椭球高度数据的标定结果与前次存储的数据进行比对，只要有一个参数前后两次的差值超过设定的差值阈值，都会自动执行步骤1-4，完成对车载组合导航产品的标定调整，从而使得组合导航产品始终处于可控误差范围内。
图2为本发明实施例二提供的一种电子设备的结构示意图。该电子设备可以为前述的终端设备或者服务器，也可以为与前述终端设备或者服务器连接的实现本发明实施例方法的终端设备或服务器。如图2所示，该电子设备可以包括：处理器301(例如CPU)、存储器302、收发器303；收发器303耦合至处理器301，处理器301控制收发器303的收发动作。存储器302中可以存储各种指令，以用于完成各种处理功能以及实现前述方法实施例描述的处理步骤。优选的，本发明实施例涉及的电子设备还包括：电源304、系统总线305以及通信端口306。系统总线305用于实现元件之间的通信连接。上述通信端口306用于电子设备与其他外设之间进行连接通信。
在图2中提到的系统总线305可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
需要说明的是，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中提供的方法和处理过程。
本发明实施例还提供一种运行指令的芯片，该芯片用于执行前述方法实施例描述的处理步骤。
本发明实施例提供了一种车载组合导航产品安装角标定方法、电子设备及计算机可读存储介质，只利用组合导航产品自身的输出信息，就可以标定组合导航产品相对车体的安装角。本发明方法不需要其他车载传感器的任何信息，也对车体行驶轨迹和行驶速度没有严格的限制，也不用涉及到卡尔曼滤波器技术，本发明方法具有更好的通用性，具备更高的标定效率。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
