惯性测量单元安装误差角标定方法及相关设备与流程

1.本技术涉及导航技术领域，尤其涉及一种惯性测量单元安装误差角标定方法及相关设备。


背景技术：

2.包含惯性测量单元（inertial measurement unit，简称imu）的惯性导航系统，可不借助外力，利用惯性测量单元的测量数据，更新导航信息，导航信息包括姿态、速度、位置。imu包含三个单轴加速度计和三个单轴陀螺仪，用于测量物体在惯性空间中的角速度和加速度。惯性导航系统根据imu的加速度和角速度从上一时刻的导航信息推导本时刻的导航信息。由于惯性导航系统不借助外力进行导航，可以应用在所有的复杂环境中。
3.但在imu的安装过程中，由于无法保证imu的惯导坐标系与载体坐标系完全一致，使得imu的安装存在一定的误差，如果不对imu的安装误差进行标定，将导致惯性导航系统的导航信息存在非常大的误差，因此对imu的安装误差角进行标定是必不可少的。
4.相关技术的imu的安装误差角标定，借助专用的标定设备和调平的大理石平台进行imu的安装误差角的标定，专用的标定设备和调平的大理石平台价格昂贵，标定过程需要大量的人工操作，标定效率低下，不方便用户对imu的安装误差角进行标定。


技术实现要素：

5.为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本技术提供一种惯性测量单元安装误差角标定方法及相关设备，能够方便地对惯性测量单元安装误差角进行标定，提高惯性测量单元安装误差角标定的效率。
6.本技术第一方面提供一种惯性测量单元安装误差角标定方法，所述方法包括：在车辆处于第一状态时，获取惯性测量单元的多组第一测量数据，在所述车辆处于第二状态时，获取所述惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据；根据所述多组第一测量数据的多组加速度数据，获得所述惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差；根据所述多个俯仰角安装误差、所述多个横滚角安装误差，分别确定所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差；根据所述多组第二测量数据，获得所述车辆的多个第一航向角，根据所述多组定位数据，获得所述车辆的多个第二航向角；根据所述多个第一航向角和多个第二航向角，获得所述惯性测量单元的多个航向角安装误差；根据所述多个航向角安装误差，确定所述惯性测量单元的航向角安装误差。
7.优选的，所述根据所述多个俯仰角安装误差、所述多个横滚角安装误差，分别确定所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差，包括：
如果所述多个俯仰角安装误差和所述多个横滚角安装误差是稳定的，确定所述多个俯仰角安装误差的平均值为所述惯性测量单元的俯仰角安装误差，确定所述多个横滚角安装误差的平均值为横滚角安装误差。
8.优选的，所述根据所述多个航向角安装误差，确定所述惯性测量单元的航向角安装误差，包括:如果所述多个航向角安装误差是稳定的，确定所述多个航向角安装误差的平均值为所述惯性测量单元的航向角安装误差。
9.优选的，所述方法还包括：将所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差配置至自动驾驶系统。
10.本技术第二方面提供另一种惯性测量单元安装误差角标定方法，所述方法应用于服务器，包括：接收车辆处于第一状态时，车载智能设备获取并上传的惯性测量单元的多组第一测量数据，接收所述车辆处于第二状态时，所述车载智能设备获取并上传的所述惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据；根据所述多组第一测量数据的多组加速度数据，获得所述惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差；根据所述多个俯仰角安装误差、所述多个横滚角安装误差，分别确定所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差；根据所述多组第二测量数据，获得所述车辆的多个第一航向角，根据所述多组定位数据，获得所述车辆的多个第二航向角；根据所述多个第一航向角和多个第二航向角，获得所述惯性测量单元的多个航向角安装误差；根据所述多个航向角安装误差，确定所述惯性测量单元的航向角安装误差；发送所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差至所述车载智能设备。
11.本技术第三方面提供一种惯性测量单元安装误差角标定装置，所述装置包括：原始数据获取模块，用于在车辆处于第一状态时，获取惯性测量单元的多组第一测量数据，在所述车辆处于第二状态时，获取所述惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据；第一误差模块，用于根据所述原始数据获取模块获取的所述多组第一测量数据的多组加速度数据，获得所述惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差；误差确定模块，用于根据所述第一误差模块获得的所述多个俯仰角安装误差、所述多个横滚角安装误差，分别确定所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差；航向角获取模块，用于根据所述原始数据获取模块获取的所述多组第二测量数据，获得所述车辆的多个第一航向角，根据所述原始数据获取模块获取的所述多组定位数据，获得所述车辆的多个第二航向角；第二误差模块，用于根据所述航向角获取模块获得的所述多个第一航向角和多个第二航向角，获得所述惯性测量单元的多个航向角安装误差；
所述误差确定模块，还用于根据所述第二误差模块获得的所述多个航向角安装误差，确定所述惯性测量单元的航向角安装误差。
12.优选的，所述装置还包括：配置模块，用于将所述误差确定模块确定的所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差配置至自动驾驶系统。
13.本技术第四方面提供一种服务器，所述服务器包括：接收单元，用于接收车辆处于第一状态时，车载智能设备获取并上传的惯性测量单元的多组第一测量数据，接收所述车辆处于第二状态时，所述车载智能设备获取并上传的所述惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据；第一误差单元，用于根据所述接收单元接收的所述多组第一测量数据的多组加速度数据，获得所述惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差；误差确定单元，用于根据所述第一误差单元获得的所述多个俯仰角安装误差、所述多个横滚角安装误差，分别确定所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差；航向角获取单元，用于根据所述接收单元接收的所述多组第二测量数据，获得所述车辆的多个第一航向角，根据所述接收单元接收的所述多组定位数据，获得所述车辆的多个第二航向角；第二误差单元，用于根据所述航向角获取单元获得的所述多个第一航向角和多个第二航向角，获得所述惯性测量单元的多个航向角安装误差；所述误差确定单元，还用于根据所述第二误差单元获得的所述多个航向角安装误差，确定所述惯性测量单元的航向角安装误差；发送单元，用于发送所述误差确定单元确定的所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差至所述车载智能设备。
14.本技术第五方面提供一种惯性测量单元安装误差角标定系统，所述系统包括上述的车载智能设备和服务器；所述车载智能设备，用于在车辆处于第一状态时，获取惯性测量单元的多组第一测量数据，在所述车辆处于第二状态时，获取所述惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据，将所述多组第一测量数据、所述多组第二测量数据和所述多组定位数据上传至所述服务器，接收所述服务器发送的所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差；所述服务器，用于接收所述车载智能设备上传的所述多组第一测量数据、所述多组第二测量数据和所述多组定位数据，并根据所述多组第一测量数据的多组加速度数据，获得所述惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，根据所述多个俯仰角安装误差、所述多个横滚角安装误差，分别确定所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差，根据所述多组第二测量数据，获得所述车辆的多个第一航向角，根据所述多组定位数据，获得所述车辆的多个第二航向角，根据所述多个第一航向角和多个第二航向角，获得所述惯性测量单元的多个航向角安装误差，根据所述多个航向角安装误差，确定所述惯性测量单元的航向角安装误差，发送所述惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差至所述车载智能设备。
15.本技术第六方面提供一种电子设备，包括：
处理器；以及存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。
16.本技术第七方面提供一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。
17.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术的技术方案，能够在车辆处于不同运动状态下利用惯性测量单元的测量数据和卫星定位模块的定位数据进行惯性测量单元安装误差角的标定，无需特定的标定设备，操作简单便捷，能够方便地对惯性测量单元安装误差角进行标定，提高惯性测量单元安装误差角标定的效率，能够使惯性测量单元提供精度更高的测量数据，提高惯性测量单元定位导航的精度，降低惯性测量单元安装误差带来的定位导航误差。
18.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
19.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
20.图1是本技术实施例示出的惯性测量单元安装误差角标定方法的流程示意图；图2是本技术实施例示出的惯性测量单元安装误差角标定方法的另一流程示意图；图3是本技术实施例示出的惯性测量单元安装误差角标定装置的结构示意图；图4是本技术实施例示出的服务器的结构示意图；图5是本技术实施例示出的惯性测量单元安装误差角标定系统的结构示意图；图6是本技术实施例示出的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
21.下面将参照附图更详细地描述本技术的实施方式。虽然附图中显示了本技术的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
22.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
23.应当理解，尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更
多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
24.本技术实施例提供一种惯性测量单元安装误差角标定方法，能够方便地对惯性测量单元安装误差角进行标定，提高惯性测量单元安装误差角标定的效率。
25.本技术实施中采用的坐标系定义如下：载体坐标系(b系)。载体坐标系原点o在载体的质心，ox轴和oy轴在当地水平面内，ox轴指向载体的右侧，oy轴沿载体纵轴方向并指向前，oz垂直于载体竖直向上。载体坐标系构成右手直角坐标系，当载体没有俯仰、倾斜时，ox、oy即为水平面，oz轴沿垂线指向天顶。载体坐标系相对于地理坐标系所确定的状态可以用姿态角来表示。
26.地理坐标系（n系）。地理坐标系取载体重心或地球表面某一点为原点o，ox轴在当地水平面内指东，oy轴与当地子午线一致指向真北，oz轴沿当地垂线指天向上，形成右手坐标系。常用的地理坐标系有：“东—北—天”坐标系。地理坐标系也可以称为地理导航系。
27.惯性坐标系（i系）是相对惯性空间静止或作匀速直线运动的参考坐标系，相对恒星所确定的参考系称为惯性空间。如地心惯性坐标系，地心惯性坐标系原点o取在地心，z轴与地球自转轴一致，x、y轴在赤道平面内，构成右手直角坐标系。地心惯性坐标系不参与地球的自转运动，即其三根坐标轴在惯性空间的方向保持不变。
28.惯导坐标系（p系），轴心为惯性测量单元的重心，x轴指载体的右方，y轴指载体的前方，且y轴与x轴垂直，z轴指载体的上方，且z轴与x、y轴构成满足右手定则的直角坐标系。
29.以下结合附图详细描述本技术实施例的技术方案。
30.实施例一：图1是本技术实施例示出的惯性测量单元安装误差角标定方法的流程示意图。
31.参见图1，一种惯性测量单元安装误差角标定方法，包括：在步骤s101中，在车辆处于第一状态时，获取惯性测量单元的多组第一测量数据。
32.在一种具体实施方式中，自动驾驶车辆安装有惯性导航系统，惯性导航系统包括惯性测量单元，惯性测量单元可以采用mpu
‑
6050（6轴运动处理组件），mpu
‑
6050包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。mpu
‑
6050芯片上显示的坐标轴为陀螺仪的坐标轴，mpu
‑
6050中加速度计坐标轴的正方向与陀螺仪坐标轴的正方向相反。在安装mpu
‑
6050时，将芯片上标注的x轴指向车辆前方，y轴指向车辆左侧，z轴指向车辆上方，即将加速度计x轴指向车辆后方，y轴指向车辆右侧，z轴指向车辆下方，这样，车辆向前加速行驶时，加速度计测得的加速度数据为正。
33.在一种具体实施方式中，在车辆水平匀速状态时，按设定时刻获取k组三轴加速度计三个轴上的k组加速度数据，其中，k为大于1的整数，第k时刻的加速度数据。
34.需要说明的是，车辆的水平匀速状态，可以是车辆处于水平静止状态，也可以车辆处于水平匀速运动状态。
35.在步骤s102中，根据多组加速度数据，获得惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差。
36.在一种具体实施方式中，设俯仰角为θ，横滚角为φ，航向角为ψ。在车辆处于水平匀速状态，即惯性测量单元处于水平匀速状态时，惯导坐标系（p系）到载体坐标系(b系)的
旋转矩阵：在一种具体实施方式中，在车辆水平匀速状态时，惯性测量单元只受重力的影响，三轴加速度计三个轴上的的加速度数据，式中，，g为地球重力加速度值。
37.根据mpu
‑
6050三轴加速度计第k时刻的实际输出的加速度数据，可以计算第k时刻的惯性测量单元的俯仰角安装误差θ
k
、横滚角安装误差φ
k
。
38.根据第k时刻的加速度数据得到第k个俯仰角安装误差:根据第k时刻的加速度数据得到第k个横滚角安装误差:在一种具体实施方式中，根据惯性测量单元的k组第一测量数据的k组加速度数据，计算k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差。
39.在步骤s103中，判断多个俯仰角安装误差和多个横滚角安装误差是否稳定；如果是，执行步骤s104；如果否，执行步骤s101。
40.在一种具体实施方式中，可以通过滑动平均法，判断k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差是否稳定；如果k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差是稳定的，执行步骤s104；如果k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差是不稳定的，执行步骤s101。
41.在步骤s104中，根据多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，分别确定惯性测量单元的俯仰角安装误差和横滚角安装误差。
42.在一种具体实施方式中，如果k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差是稳定的，可以分别计算k个俯仰角安装误差的平均值和k个横滚角安装误差的平均值，确定k个俯仰角安装误差的平均值为惯性测量单元的俯仰角安装误差，确定k个横滚角安装误差的平均值为惯性测量单元的横滚角安装误差。
43.在步骤s105中，在车辆处于第二状态时，获取惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据。
44.在一种具体实施方式中，自动驾驶车辆还安装有卫星定位模块，卫星定位模块可以包括但不限于gps（global positioning system，全球定位系统）卫星模块、北斗卫星定位模块、rtk（realtimekinematic，实时动态）卫星定位模块等卫星定位模块中的至少一种。
45.在一种具体实施方式中，车辆行驶于平直道路，保持某一固定方向行驶，车辆处于水平行驶状态，可以按时刻获得rtk卫星定位模块的m组定位数据、惯性测量单元的m组三轴加速度和三轴角速度。
46.在一种具体实施方式中，rtk卫星定位模块的m组定位数据中，第m
‑
1时刻的定位数据与第m时刻的定位数据之间的直线距离可以大于3米。
47.需要说明的是，rtk卫星定位模块的m组定位数据和惯性测量单元的m组三轴加速度和三轴角速度在时间和空间上是对齐的。
48.在步骤s106中，根据惯性测量单元的多组第二测量数据，获得车辆的多个第一航向角。
49.在一种具体实施方式中，惯性导航系统可以根据第m时刻的三轴加速度和三轴角速度、第m
‑
1时刻的姿态矩阵，以及载体坐标系、地理坐标系、惯性坐标系、惯导坐标系之间的旋转矩阵，更新惯性导航系统第m时刻的姿态矩阵。根据惯性导航系统第m时刻的姿态矩阵，获得车辆的第m时刻的第一航向角ψ
i,m
。可以根据m组三轴加速度和三轴角速度，获得车辆的m个第一航向角。
50.在步骤s107中，根据多组定位数据，获得车辆的多个第二航向角。
51.在一种具体实施方式中，rtk卫星定位模块可以根据第m时刻的定位数据，获得车辆第m时刻的第二航向角ψ
w,m
。可以根据m组定位数据，获得车辆的m个第二航向角。
52.在步骤s108中，根据车辆的多个第一航向角、多个第二航向角，获得惯性测量单元的多个航向角安装误差。
53.在一种具体实施方式中，对车辆第m时刻的第一航向角ψ
i,m
与第m时刻的第二航向角ψ
w,m
进行作差，获得第m时刻的航向角安装误差。根据车辆的m个第一航向角和m个第二航向角，获得m个航向角安装误差。
54.在步骤s109中，判断多个航向角安装误差是否稳定；如果是，执行步骤s110；如果否，执行步骤s105。
55.在一种具体实施方式中，可以通过滑动平均法，判断m个航向角安装误差是否稳定；如果m个航向角安装误差是稳定的，执行步骤s110；如果m个航向角安装误差是不稳定的，执行步骤s105。
56.在步骤s110中，根据多个航向角安装误差，确定惯性测量单元的航向角安装误差。
57.在一种具体实施方式中，如果m个航向角安装误差是稳定的，可以计算m个航向角安装误差的平均值，确定m个航向角安装误差的平均值为惯性测量单元的航向角安装误差。
58.在步骤s111中，将惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差配置至自动驾驶系统。
59.在一种具体实施方式中，可以将惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差反馈至自动驾驶系统，将惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差配置至自动驾驶系统对应的配置文件中。自动驾驶系统可以利用配置文件中的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差，在惯性导航解算过程对车辆的俯仰角、横滚角和航向角进行补偿，提高惯性导航系统导航信息的精度。
60.本技术实施例示出的惯性测量单元安装误差角标定方法，能够在车辆处于不同运动状态下利用惯性测量单元的测量数据和卫星定位模块的定位数据进行惯性测量单元安装误差角的标定，无需特定的标定设备，操作简单便捷，能够方便地对惯性测量单元安装误差角进行标定，提高惯性测量单元安装误差角标定的效率，能够使惯性测量单元提供精度更高的测量数据，提高惯性测量单元定位导航的精度，降低惯性测量单元安装误差带来的
定位导航误差。
61.实施例二：图2是本技术实施例示出的惯性测量单元安装误差角标定方法的另一流程示意图。
62.参见图2，一种惯性测量单元安装误差角标定方法，该方法应用于服务器，包括：在步骤s201中，接收车辆处于第一状态时，车载智能设备获取并上传的惯性测量单元的多组第一测量数据，接收车辆处于第二状态时，车载智能设备获取并上传的惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据。
63.在一种具体实施方式中，自动驾驶车辆的车载智能设备可以在车辆处于第一状态时，获取并上传的惯性测量单元的多组第一测量数据至远程服务器；可以在车辆处于第二状态时，获取并上传的惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据至远程服务器。远程服务器可以接收车载智能设备上传的惯性测量单元的多组第一测量数据、多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据。
64.车载智能设备在车辆处于第一状态时，获取惯性测量单元的多组第一测量数据；在车辆处于第二状态时，获取惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据的过程可以参见步骤s101、s105的描述，此处不再赘述。
65.在步骤s202中，根据多组第一测量数据的多组加速度数据，获得惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，根据多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，分别确定惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差，根据多组第二测量数据，获得车辆的多个第一航向角，根据多组定位数据，获得车辆的多个第二航向角，根据多个第一航向角和多个第二航向角，获得惯性测量单元的多个航向角安装误差，根据多个航向角安装误差，确定惯性测量单元的航向角安装误差。
66.在一种具体实施方式中，自动驾驶车辆的车载智能设备可以将获取的惯性测量单元的多组第一测量数据、多组第二测量数据和卫星定位模块的多组定位数据上传服务器。服务器接收车载智能设备上传的惯性测量单元的多组第一测量数据、多组第二测量数据和卫星定位模块的多组定位数据；根据多组第一测量数据的多组加速度数据，获得惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差；根据多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，分别确定惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差；根据多组第二测量数据，获得车辆的多个第一航向角，根据多组定位数据，获得车辆的多个第二航向角；根据多个第一航向角和多个第二航向角，获得惯性测量单元的多个航向角安装误差；根据多个航向角安装误差，确定惯性测量单元的航向角安装误差。
67.在一种具体实施方式中，服务器确定惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差的过程可以参见图1的描述，此处不再赘述。
68.在步骤s203中，发送惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差至车载智能设备。
69.在一种具体实施方式中，服务器可以将确定的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差发送至自动驾驶车辆的车载智能设备。车载智能设备可以接收服务器发送的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差；将接收的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差配置至自动
驾驶系统对应的配置文件中。自动驾驶系统可以利用配置文件中的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差，在惯性导航解算过程对车辆的俯仰角、横滚角和航向角进行补偿，提高惯性导航系统导航信息的精度。
70.本技术实施例提供的惯性测量单元安装误差角标定方法，将车辆处于不同运动状态时的惯性测量单元的多组第一测量数据、多组第二测量数据和卫星定位模块的多组定位数据上传服务器，由服务器根据惯性测量单元的多组第一测量数据、多组第二测量数据和卫星定位模块的多组定位数据，确定惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差，降低了惯性测量单元安装误差角标定对车载智能设备资源的消耗，提高了惯性测量单元安装误差角标定的计算处理速度，而且无需特定的标定设备，操作简单便捷，能够方便地对惯性测量单元安装误差角进行标定，提高惯性测量单元安装误差角标定的效率。
71.实施例三：与前述应用功能实现方法实施例相对应，本技术还提供了一种惯性测量单元安装误差角标定装置、车载智能设备、系统、电子设备及相应的实施例。
72.图3是本技术实施例示出的惯性测量单元安装误差角标定装置的结构示意图。
73.参见图3，一种惯性测量单元安装误差角标定装置，包括原始数据获取模块301、第一误差模块302、误差确定模块303、航向角获取模块304、第二误差模块305、配置模块306。
74.原始数据获取模块301，用于在车辆处于第一状态时，获取惯性测量单元的多组第一测量数据，在车辆处于第二状态时，获取惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据。
75.在一种具体实施方式中，自动驾驶车辆安装有惯性导航系统，惯性导航系统包括惯性测量单元，惯性测量单元可以采用mpu
‑
6050（6轴运动处理组件），mpu
‑
6050包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。mpu
‑
6050芯片上显示的坐标轴为陀螺仪的坐标轴，mpu
‑
6050中加速度计坐标轴的正方向与陀螺仪坐标轴的正方向相反。在安装mpu
‑
6050时，将芯片上标注的x轴指向车辆前方，y轴指向车辆左侧，z轴指向车辆上方，即将加速度计x轴指向车辆后方，y轴指向车辆右侧，z轴指向车辆下方，这样，车辆向前加速行驶时，加速度计测得的加速度数据为正。
76.在一种具体实施方式中，在车辆水平匀速状态时，原始数据获取模块301按设定时刻获取k组三轴加速度计三个轴上的k组加速度数据，其中，k为大于1的整数，第k时刻的加速度数据。
77.需要说明的是，车辆的水平匀速状态，可以是车辆处于水平静止状态，也可以车辆处于水平匀速运动状态。
78.在一种具体实施方式中，自动驾驶车辆还安装有卫星定位模块，卫星定位模块可以包括但不限于gps卫星模块、北斗卫星定位模块、rtk卫星定位模块等卫星定位模块中的至少一种。
79.在一种具体实施方式中，车辆行驶于平直道路，保持某一固定方向行驶，车辆处于水平行驶状态，原始数据获取模块301可以按时刻获得rtk卫星定位模块的m组定位数据、惯性测量单元的m组三轴加速度和三轴角速度。
80.在一种具体实施方式中，原始数据获取模块301获取的rtk卫星定位模块的m组定
位数据中，第m
‑
1时刻的定位数据与第m时刻的定位数据之间的直线距离可以大于3米。
81.需要说明的是，原始数据获取模块301获取的rtk卫星定位模块的m组定位数据和惯性测量单元的m组三轴加速度和三轴角速度在时间和空间上是对齐的。
82.第一误差模块302，用于根据原始数据获取模块301获取的多组第一测量数据的多组加速度数据，获得惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差。
83.在一种具体实施方式中，设俯仰角为θ，横滚角为φ，航向角为ψ。在车辆处于水平匀速状态，即惯性测量单元处于水平匀速状态时，惯导坐标系（p系）到载体坐标系(b系)的旋转矩阵：在一种具体实施方式中，在车辆水平匀速状态时，惯性测量单元只受重力的影响，三轴加速度计三个轴上的的加速度数据，式中，，g为地球重力加速度值。
84.第一误差模块302可以根据原始数据获取模块301获取的mpu
‑
6050三轴加速度计实际输出的第k时刻的加速度数据，计算第k时刻的惯性测量单元的俯仰角安装误差θ
k
、横滚角安装误差φ
k
。
85.第一误差模块302可以根据第k时刻的加速度数据得到第k个俯仰角安装误差:第一误差模块302可以根据第k时刻的加速度数据得到第k个横滚角安装误差:在一种具体实施方式中，第一误差模块302可以根据k组加速度数据，计算k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差。
86.误差确定模块303，用于根据第一误差模块302获得的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，分别确定惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差。
87.在一种具体实施方式中，误差确定模块303可以通过滑动平均法，判断第一误差模块302获得的k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差是否稳定；如果误差确定模块303判断k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差是稳定的，可以根据多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，分别确定惯性测量单元的俯仰角安装误差和横滚角安装误差；如果误差确定模块303判断k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差是不稳定的，继续执行原始数据获取模块301、第一误差模块302、误差确定模块303，直至误差确定模块303判断k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差是稳定的。
88.在一种具体实施方式中，如果误差确定模块303判断k个俯仰角安装误差和k个横滚角安装误差是稳定的，误差确定模块303可以分别计算k个俯仰角安装误差的平均值和k个横滚角安装误差的平均值，确定k个俯仰角安装误差的平均值为惯性测量单元的俯仰角
安装误差，确定k个横滚角安装误差的平均值为惯性测量单元的横滚角安装误差。
89.航向角获取模块304，用于根据原始数据获取模块301获取的多组第二测量数据，获得车辆的多个第一航向角，根据原始数据获取模块获取的多组定位数据，获得车辆的多个第二航向角。
90.在一种具体实施方式中，惯性导航系统可以根据第m时刻的三轴加速度和三轴角速度、第m
‑
1时刻的姿态矩阵，以及载体坐标系、地理坐标系、惯性坐标系、惯导坐标系之间的旋转矩阵，更新惯性导航系统第m时刻的姿态矩阵。航向角获取模块304可以根据惯性导航系统第m时刻的姿态矩阵，获得车辆的第m时刻的第一航向角ψ
i,m
。航向角获取模块304可以根据m组三轴加速度和三轴角速度，获得车辆的m个第一航向角。
91.在一种具体实施方式中，rtk卫星定位模块可以根据第m时刻的定位数据，获得车辆第m时刻的第二航向角ψ
w,m
。航向角获取模块304可以根据m组定位数据，获得车辆的m个第二航向角。
92.第二误差模块305，用于根据航向角获取模块304获得的多个第一航向角和多个第二航向角，获得惯性测量单元的多个航向角安装误差。
93.在一种具体实施方式中，第二误差模块305对车辆第m时刻的第一航向角ψ
i,m
与第m时刻的第二航向角ψ
w,m
进行作差，获得第m时刻的航向角安装误差。第二误差模块305根据车辆的m个第一航向角和m个第二航向角，获得m个航向角安装误差。
94.误差确定模块303，还用于根据第二误差模块305获得的多个航向角安装误差，确定惯性测量单元的航向角安装误差。
95.在一种具体实施方式中，误差确定模块303可以通过滑动平均法，判断m个航向角安装误差是否稳定；如果误差确定模块303判断m个航向角安装误差是稳定的，根据多个航向角安装误差，确定惯性测量单元的航向角安装误差；如果m个航向角安装误差是不稳定的，继续执行原始数据获取模块301、航向角获取模块304、第二误差模块305、误差确定模块303，直至误差确定模块303判断m个航向角安装误差是稳定的。
96.在一种具体实施方式中，如果误差确定模块303判断m个航向角安装误差是稳定的，可以计算m个航向角安装误差的平均值，确定m个航向角安装误差的平均值为惯性测量单元的航向角安装误差。
97.配置模块306，用于将误差确定模块303确定的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差配置至自动驾驶系统。
98.在一种具体实施方式中，配置模块306可以将误差确定模块303确定的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差反馈至自动驾驶系统，将惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差配置至自动驾驶系统对应的配置文件中。自动驾驶系统可以利用配置文件中的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差，在惯性导航解算过程对车辆的俯仰角、横滚角和航向角进行补偿，提高惯性导航系统导航信息的精度。
99.本技术实施例示出的技术方案，能够在车辆处于不同运动状态下利用惯性测量单元的测量数据和卫星定位模块的定位数据进行惯性测量单元安装误差角的标定，无需特定的标定设备，操作简单便捷，能够方便地对惯性测量单元安装误差角进行标定，提高惯性测量单元安装误差角标定的效率，能够使惯性测量单元提供精度更高的测量数据，提高惯性
测量单元定位导航的精度，降低惯性测量单元安装误差带来的定位导航误差。
100.实施例四：图4是本技术实施例示出的服务器的结构示意图。
101.参见图4，一种服务器，包括接收单元401、第一误差单元402、误差确定单元403、航向角获取单元404、第二误差单元405、发送单元406。
102.接收单元401，用于接收车辆处于第一状态时，车载智能设备获取并上传的惯性测量单元的多组第一测量数据，接收车辆处于第二状态时，车载智能设备获取并上传的惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据。
103.在一种具体实施方式中，自动驾驶车辆的车载智能设备可以在车辆处于第一状态时，获取并上传的惯性测量单元的多组第一测量数据至接收单元401；可以在车辆处于第二状态时，获取并上传的惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据至接收单元401。接收单元401可以接收车载智能设备上传的惯性测量单元的多组第一测量数据、多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据。
104.车载智能设备在车辆处于第一状态时，获取惯性测量单元的多组第一测量数据；在车辆处于第二状态时，获取惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据的过程可以参见图1步骤s101、s105的描述，此处不再赘述。。
105.第一误差单元402，用于根据接收单元401接收的多组第一测量数据的多组加速度数据，获得惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差。
106.误差确定单元403，用于根据第一误差单元402获得的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，分别确定惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差；航向角获取单元404，用于根据接收单元401接收的多组第二测量数据，获得车辆的多个第一航向角，根据接收单元401接收的多组定位数据，获得车辆的多个第二航向角。
107.第二误差单元405，用于根据航向角获取单元404获得的多个第一航向角和多个第二航向角，获得惯性测量单元的多个航向角安装误差。
108.误差确定单元403，还用于根据第二误差单元405获得的多个航向角安装误差，确定惯性测量单元的航向角安装误差。
109.在一种具体实施方式中，第一误差单元402根据接收单元401接收的多组第一测量数据的多组加速度数据，获得惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差；误差确定单元403根据第一误差单元402获得的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，分别确定惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差；航向角获取单元404根据接收单元401接收的多组第二测量数据，获得车辆的多个第一航向角，根据接收单元401接收的多组定位数据，获得车辆的多个第二航向角；第二误差单元405根据航向角获取单元404获得的多个第一航向角和多个第二航向角，获得惯性测量单元的多个航向角安装误差；误差确定单元403根据第二误差单元405获得的多个航向角安装误差，确定惯性测量单元的航向角安装误差。
110.发送单元406，用于发送误差确定单元403确定的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差至车载智能设备。
111.在一种具体实施方式中，发送单元406可以将误差确定单元403确定的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差发送至自动驾驶车辆的车载智能
设备。车载智能设备可以接收发送单元406发送的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差；将接收的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差配置至自动驾驶系统对应的配置文件中。自动驾驶系统可以利用配置文件中的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差，在惯性导航解算过程对俯仰角、横滚角和航向角进行补偿，提高惯性导航系统导航信息的精度。
112.本技术实施例提供的技术方案，将车辆处于不同运动状态时的惯性测量单元的多组第一测量数据、多组第二测量数据和卫星定位模块的多组定位数据上传服务器，由服务器根据惯性测量单元的多组第一测量数据、多组第二测量数据和卫星定位模块的多组定位数据，确定惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差，降低了惯性测量单元安装误差角标定对车载智能设备资源的消耗，提高了惯性测量单元安装误差角标定的计算处理速度，而且无需特定的标定设备，操作简单便捷，能够方便地对惯性测量单元安装误差角进行标定，提高惯性测量单元安装误差角标定的效率。
113.实施例五：图5是本技术实施例示出的惯性测量单元安装误差角标定系统的结构示意图。
114.参见图5，一种惯性测量单元安装误差角标定系统，包括上述的车载智能设备501和服务器502。
115.车载智能设备501，用于在车辆处于第一状态时，获取惯性测量单元的多组第一测量数据，在车辆处于第二状态时，获取惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据，将多组第一测量数据、多组第二测量数据和多组定位数据上传至服务器502，接收服务器502发送的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差。
116.在一种具体实施方式中，服务器502可以是远程云端服务器，服务器502与车载智能设备501通过无线或者有线连接。自动驾驶车辆的车载智能设备501可以在车辆处于第一状态时，获取并上传的惯性测量单元的多组第一测量数据至服务器502；可以在车辆处于第二状态时，获取并上传的惯性测量单元的多组第二测量数据、卫星定位模块的多组定位数据至服务器502。
117.在一种具体实施方式中，自动驾驶车辆的车载智能设备501可以可以接收服务器502发送的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差；将接收的惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差反馈至自动驾驶系统，将惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差配置至自动驾驶系统对应的配置文件中。自动驾驶系统可以利用配置文件中的俯仰角安装误差、横滚角安装误差和航向角安装误差，在惯性导航解算过程对俯仰角、横滚角和航向角进行补偿，提高惯性导航系统导航信息的精度。
118.服务器502，用于接收车载智能设备501上传的多组第一测量数据、多组第二测量数据和多组定位数据，并根据多组第一测量数据的多组加速度数据，获得惯性测量单元的多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，根据多个俯仰角安装误差、多个横滚角安装误差，分别确定惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差，根据多组第二测量数据，获得车辆的多个第一航向角，根据多组定位数据，获得车辆的多个第二航向角，根据多个第一航向角和多个第二航向角，获得惯性测量单元的多个航向角安装误差，根据多个航向角
安装误差，确定惯性测量单元的航向角安装误差，发送惯性测量单元的俯仰角安装误差、横滚角安装误差、航向角安装误差至车载智能设备501。
119.关于上述实施例中的装置、设备，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不再做详细阐述说明。
120.实施例六：图6是本技术实施例示出的电子设备的结构示意图。
121.参见图6，电子设备60包括存储器601和处理器602。
122.处理器602可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、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 (field
‑
programmable 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、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
123.存储器601可以包括各种类型的存储单元，例如系统内存、只读存储器（rom），和永久存储装置。其中，rom可以存储处理器602或者计算机的其他模块需要的静态数据或者指令。永久存储装置可以是可读写的存储装置。永久存储装置可以是即使计算机断电后也不会失去存储的指令和数据的非易失性存储设备。在一些实施方式中，永久性存储装置采用大容量存储装置（例如磁或光盘、闪存）作为永久存储装置。另外一些实施方式中，永久性存储装置可以是可移除的存储设备（例如软盘、光驱）。系统内存可以是可读写存储设备或者易失性可读写存储设备，例如动态随机访问内存。系统内存可以存储一些或者所有处理器在运行时需要的指令和数据。此外，存储器601可以包括任意计算机可读存储媒介的组合，包括各种类型的半导体存储芯片（dram，sram，sdram，闪存，可编程只读存储器），磁盘和/或光盘也可以采用。在一些实施方式中，存储器601可以包括可读和/或写的可移除的存储设备，例如激光唱片（cd）、只读数字多功能光盘（例如dvd
‑
rom，双层dvd
‑
rom）、只读蓝光光盘、超密度光盘、闪存卡（例如sd卡、min sd卡、micro
‑
sd卡等等）、磁性软盘等等。计算机可读存储媒介不包含载波和通过无线或有线传输的瞬间电子信号。
124.存储器601上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器602处理时，可以使处理器602执行上文述及的方法中的部分或全部。
125.此外，根据本技术的方法还可以实现为一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品包括用于执行本技术的上述方法中部分或全部步骤的计算机程序代码指令。
126.或者，本技术还可以实施为一种非暂时性机器可读存储介质（或计算机可读存储介质、或机器可读存储介质），其上存储有可执行代码（或计算机程序、或计算机指令代码），当可执行代码（或计算机程序、或计算机指令代码）被电子设备（或电子设备、服务器等）的处理器执行时，使处理器执行根据本技术的上述方法的各个步骤的部分或全部。
127.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的
其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。