用于陆地车辆导航的系统以及对应的方法与流程
本申请要求于2017年7月31日提交的意大利专利申请no.102017000087876的优先权，该申请通过引用并入本文。
本发明总体上涉及电子系统和方法，并且在特定实施例中涉及一种用于陆地车辆导航的系统和对应的方法。
背景技术：
用于汽车市场的定位应用的当前领先的技术是全球导航卫星系统(gnss)，其具有传统上使用的导航系统，包括导航和远程信息处理。在不久的将来，诸如自动驾驶、汽车到汽车(以及到基础设施)通信等新兴应用可能提供进一步的技术挑战。
gnss接收器提供绝对位置参考，同时可能表现出一个或多个缺点。例如，gnss接收器依赖于卫星信号，卫星信号可能不可用(例如，室内、隧道)或被破坏(例如，城市环境、反射和/或多路径)。
为了克服这些限制，解决方案可以涉及将gnss技术与其他导航技术合并以便于生成冗余系统，其中部件能够克服一种或其他类型的部件的缺点。
与gnss互补的技术的示例包括惯性传感器，例如，惯性测量单元、(3轴)陀螺仪、(3轴)加速度计、里程表、罗盘和/或气压计。
因此，这样的合并或耦合系统的目的是利用每种导航技术的特征，以便于提供准确的信息，可能无缝地切换到来自gnss系统或惯性系统的输入。利用其互补特征的合并gnss和其他传感器的科学研究方法被称为传感器融合。例如，在汽车领域，传感器融合框架可以包括航位推算(dr)，其中gnss系统补充有陀螺仪(例如，用于偏航率检测)、里程表或速度传感器(例如，用于行进路径)。此外，通过向传感器添加3轴加速度计，dr系统可以变为三维(3d)的，即，基于传感器的高度计算也可以是可能的。
集成3轴加速度计可以导致通过对测量的加速度的双重积分、基于直接根据加速度计对行进距离的计算来开发另一融合技术：惯性导航系统(ins)。尽管其中的处理框架看起来很复杂，但是它们的功能可以总结为它们通过对加速度计的信号进行双重积分根据加速度计来计算行进距离。这样的系统可以关于独立gnss接收器提供具有增加的可用性和准确性的位置，并且没有车辆连接(例如，里程表实际上被加速度计代替)。由于里程表/速度传感器是不必要的，因此该单元可以与车辆断开连接或者可以不从车辆接收任何数据，使其更适合于例如售后市场项目或者最终用户或安装者可能发现难以取回车辆连接(其可以是除了车辆生产者之外的机密信息)的情况。
然而，由于复杂的加速度计信号整合，准确度水平低于连接的dr系统。例如，加速度计不仅评估车辆加速度，还评估重力加速度，这表示如果能够完全分离两个加速度，则可以获得准确的行进距离估计。
然而，这样的分离在实际应用中是不可能的，并且尽管被减轻，但是在整合的加速度计信号中可能出现一部分重力加速度，从而产生随时间增加的速度和位置误差。另外，这样的系统的物料清单(bom)高于先前的情况，例如组合的gnss、陀螺仪和加速度计的成本。
传统的定位系统可以包括下面描述的部件中的一个或多个。定位系统可以包括以硬件或软件实现的gnss接收器块，gnss接收器块可以用于从一个或多个全球导航卫星系统(gnss)接收卫星信号，用于计算绝对用户位置、速度、航向、行进距离和时间，以及用于传输原始gnss测量值(跟踪的sv卫星车辆的伪距和频率)和/或位置速度和时间(pvt)。
此外，可以提供内部测量单元(imu)，包括例如3轴陀螺仪和/或3轴加速度计，imu可以由两个单独的传感器(3+3轴)组成或者由包含两个传感器(6轴)的单个封装件组成。该块可以用硬件实现，并且可以包括用于评估角速率的3轴陀螺仪和用于评估加速度的3轴加速度计(每个传感器的轴彼此垂直，即，如经典的xyz参考系那样被定向)。独立于其布置，imu块的输出可以在每个时期通过安装有其的车辆的运动来生成，例如，使用三个角速率和三个加速度。
这些测量值被称为“原始”传感器数据，“原始”传感器数据可能意味着：数据未针对已知误差源被校准(通常为灵敏度和偏差)；和/或数据与以传感器本身为中心并且固定在传感器本身中的参考系(通常称为传感器(或本体)系)相关。
关于物理地作用在车辆上的角速率和加速度，可能与导航应用相关的角速率和加速度与以车辆为中心并且固定到车辆的坐标系相关；该坐标系通常被称为车辆(或导航)坐标系。
如前所述，gnss和imu系统可以集成在同一设备中，只要一个的益处补偿另一个的缺点：事实上，gnss是准确性可能受环境方面(例如，反射信号)影响的技术，因此具有高的空间相关性和差的时间相关性。换言之，gnss在短期场景中(或在高频率下)可能不准确，但是在长期场景中(或在低频率下)可能是准确的。
另一方面，独立于周围场景(例如，在校准方面的不准确性)，imu和一般运动传感器示出固有误差，导致随时间而积分的误差；它们在短期场景中(在高频率下)是准确的，并且可能在长期场景中(在低频率下)发散。
可以被包括在dr系统中(例如，连接到车辆)的另一部件是车辆接口处理器，车辆接口处理器被引入以管理与车辆数据的连接，同时可能解码车辆数据。
imu和gnss部件的输出流入主处理器块，主处理器块以硬件或软件实现被称为传感器融合的操作，即合并每个块的贡献以克服每种技术的局限性和生成两者的(可能无缝的)整合，目的是提供连续和准确的位置、速度和姿态作为输出。然后可以将这些量(即，位置、速度和姿态)从主处理器块传送到其最终应用。
例如，在导航系统的情况下，最终应用可以包括旨在匹配地图上的计算位置的映射单元，并且使用它来朝向所选择的目的地引导用户。在远程信息处理系统中，pvt输出可以经由无线链路(例如，2g、3g、wi-fi、bt)被发送到服务提供商，诸如旨在监测行进距离或驾驶风格的保险公司或者旨在跟踪其车队或其他物联网(iot)风格示例的运输公司。
如前所述，提供独立定位能力的最流行的方式是gnss接收器，即能够接收(经由天线)gnss信号并且能够使用它们来计算用户位置、速度和时间的单元/盒子。但是，只要信号条件良好，gnss接收器就是准确的。
此外，gnss接收器的成本可以根据特征而变化(即，精确定位/rtk(实时动态)提高了成本)。但是，独立解决方案的bom通常可能低于与其他技术集成的解决方案的bom。另一方面，这样的独立单元可能展现出在反射或阻碍环境(例如，城市场景)中的高度不准确的缺点，并且其服务可能在其中gnss信号难以接收的室内(例如，在隧道或停车区域中)不可用。
如前所述，为了克服独立的gnss限制，引入了包括dr技术的位置单元，包括如前所述的部件。该单元通过角度传感器(例如，陀螺仪、差分速度)和距离传感器(例如，里程表、测速仪)的集成来增强性能。这使得可以独立于gnss可用性来提供准确的位置，因为在(至少部分)没有卫星信号的情况下，这样的单元可能无缝地继续提供位置，使用最后的有效的gnss计算点作为起始点来计算相对运动，其中距离和角度传感器分别提供线性和角度运动。
在这种情况下，定位质量取决于传感器的质量，只要相对运动的准确度仅取决于其类型和校准，即，取决于传感器等级：军用级imu(即，嵌入陀螺仪和加速度计)可以几乎没有示出误差，而传统上在商业应用中使用的中/低成本传感器在gnss不可用时表现出渐进的误差累积。
dr的另一缺点包括使用到车辆的有线连接来计算行进距离，行进距离通常通过车轮运动的传感器(例如，磁编码器)来评估。特别地，有两种传统技术可以用于在车辆上传输数据：
模拟或离散里程表：模拟信号传输由车轮编码器传感器生成的原始脉冲，即，速度与传感器的脉冲率成正比；和/或
可以通过标准通用i/o(gpio)连接到电子设备的标准电缆，例如，它可以加载到诸如控制器局域网(can)总线等车辆信息系统上。在这种情况下，该信息被预处理并且以汽车制造商专有的二进制格式被编码(can总线上的速度可能已经预先计算)。
关于汽车领域，这样的限制可能对售后和商业应用(例如，远程信息处理保险盒子、车辆跟踪系统)有害，其中定位单元与车辆本身分开出售并且可以由第三方或用户自己安装在车辆上。在这些前提下，可能难以将该单元连接到车辆的行进路径源。例如，在模拟里程表的情况下，可以用于与电缆连接的点可能是未知的，或者它可能针对不同的制造商和/或车辆而改变。
此外，连接到电缆可以涉及拆卸车辆仪表板的一部分，几乎不适合最终用户的操作可能需要具有特定背景的专业人员的参与。这不仅成本高，而且对于消费者售后市场应用也可能是有害的(例如，如果购买设备意味着调节汽车，则最终用户可能不想购买它)。
此外，在can总线的情况下，即使访问can总线，信息也可能被加密；解码密钥是汽车制造商的专有信息，这个汽车制造商可能是保守的并且不愿意公开专有信，以便不为竞争提供优势。可以例如与关键工业合作伙伴共享可以表示原始设备制造商(oem)商业模型的信息。总之，对于售后市场或消费者应用，可能难以获得对车辆数据的访问。
除此之外，这样的系统的bom看起来高于gnss系统，因为imu带来附加成本。
技术实现要素：
一个或多个实施例涉及设备确定用户位置、速度和海拔高度(即，3d方向)的能力。
一个或多个实施例可以依赖于惯性导航，惯性导航旨在将绝对定位源(例如，gnss、wi-fi或其他测距技术)的贡献与提供相对移动(例如，距离、旋转和加速度传感器)的源合并。
一个或多个实施例可以涉及四轮或更多轮车辆的汽车应用中的惯性导航系统。这样的实施例可以包括dr系统。
在一个示例实施例中，一种用于陆地车辆导航的系统包括：提供gnss数据的gnss接收器；位于车辆的车轮上以及车载在车辆上的传感器集合；以及处理单元。轮上单元位于车辆的车轮上，轮上单元包括第一传感器子集。车载单元包括被配置为生成第二传感器数据的第二传感器子集。处理单元被配置为处理第一传感器数据和第二传感器数据以获得车辆的距离和姿态并且执行与gnss数据的融合。
一个或多个实施例可以包括对应的方法。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考附图描述一个或多个实施例，其中：
图1和图2是根据一个或多个实施例的轮上单元的可能实现的示例；
图3是根据一个或多个实施例的车载单元的可能实现的示例；
图4和5是根据一个或多个实施例的处理器的可能实现的示例；
图6和7是根据一个或多个实施例的速度计算块的可能实现的示例；
图8是根据一个或多个实施例的航向计算块的可能实现的示例；
图9是根据一个或多个实施例的导航块的可能实现的示例；
图10和11是根据一个或多个实施例的校准块的可能实现的示例；
图12是根据一个或多个实施例的车轮速率计算块的可能实现的示例；以及
图13是根据一个或多个实施例的用于陆地车辆导航的系统的可能实现的示例。
具体实施方式
在随后的描述中，示出了一个或多个具体细节，旨在提供对本说明书的实施例的示例的深入理解。这些实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他的方法、部件、材料等获得。在其他情况下，未详细示出或描述已知的结构、材料或操作，使得实施例的某些方面将不被模糊。
在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的引用旨在表示关于这个实施例描述的特定配置、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，可以存在于本说明书的一个或多个点中的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”等短语不一定指代同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式组合特定的构造、结构或特性。
本文中使用的参考被提供仅仅是为了方便，并且因此不限定实施例的保护范围或范围。
一个或多个实施例可以基于dr导航技术，dr导航技术提供具有在车辆内的用户的(可能是实时的)位置、速度和时间(pvt)的应用。
在一个或多个实施例中，这样的输出(pvt)可以经由gnss和惯性运动传感器的融合来计算。
根据一个或多个实施例，所描述的系统(其在这里也表示为无线航位推算(wdr)系统)可以包括两个模块：
轮上单元，在说明书和附图中称为owu，放置在车辆的车轮上并且被配置用于例如距离测量；和/或
车载单元，在说明书和附图中称为obu，被配置用于例如gnss接收、惯性航向测量以及实现用于合并可用数据的融合以获得pvt解决方案。
为了协作导航应用，优选地，owu和obu可以通过无线通信模块被连接，无线通信模块被配置为生成无线链路以交换数据。这样的模块基于其设计任务可以包括一个或多个收发器、和/或发射器/接收器、和/或发射器/接收器。
在一个或多个实施例中，通信协议可以以不同方式实现，例如，以便于获得安装容易性和用户友好性。例如，如果考虑其中两个单元owu和obu放置在相对较短的距离处的系统，则无线通信协议可以包括例如蓝牙(bt)。在一个或多个实施例中，这些单元因此可以互连，同时被隔离并且独立于例如外部基础设施或其他车辆。然而，在一个或多个实施例中，可以使用不同的通信协议，例如wi-fi或其他短程技术。
尽管如上所述，在优选实施例中，无线通信模块是隔离且独立的，特别是相对于其他车辆的外部网络或通信基础设施，但是无线通信模块(特别地是诸如wi-fi模块)可以使得能够获得obu和owu单元之间的通信，这可以在某种情况下成为网络的一部分，并且例如可能连接到外部处理基础设施和/或连接到安装在其他车辆上的单元。
该架构可以用于某些应用中：例如，车辆到基础设施(v2x)采用基于5.9ghz专用短程无线通信(dsrc)的obu单元，dsrc包括双向短程无线通信技术。
图13中示意性地呈现用于陆地车辆导航的系统，该系统包括航位推算导航系统，航位推算导航系统在这里被描述、整体表示为附图标记40，航位推算导航系统包括位于车辆50的车轮51上的轮上单元owu，轮上单元owu包括至少一个传感器。轮上单元owu被配置为特别地通过这样的传感器获得可以被处理以获得车辆行进的距离的数据、特别地是车轮的角速率。系统40然后包括车载在车辆50上的车载单元obu，车载单元obu至少包括gnss接收器和提供可以被处理以获得车辆的海拔高度的数据的一个或多个惯性传感器，如下面更详细地描述的。轮上单元owu和车载单元obu包括相应的无线通信模块，无线通信模块被配置为建立无线链路13，以通过链路交换可以被处理以获得从轮上单元owu到车载单元obu的距离的数据。车载单元obu被配置为与优选地位于车载单元obu内的处理器相关联地操作，处理器被配置为处理数据以获得车辆的距离和姿态并且执行与由gnss接收器测量的数据(诸如gnss位置p”、航向h”、速度v”和时间t”)的融合。
图1和图2是根据一个或多个实施例的轮上单元owu(即，评估行进距离的单元)的示例。在一个或多个实施例中，轮上单元owu可以被实现为可以包括以下部件中的一个或多个部件的小型便携式设备。
在如图1中例示的一个或多个实施例中，轮上单元owu可以包括陀螺仪10，陀螺仪10可以是1、2或3轴陀螺仪。陀螺仪10可以用于评估旋转车轮的角速率并且将数据传输到无线通信模块，无线通信模块在这个实施例中被例示为发射器12。陀螺仪10和发射器12之间的通信又可以经由串行电缆技术(例如，内部集成电路(i2c)或串行外围接口(spi))来实现。
在一个或多个实施例中，轮上单元owu可以包括无线发射器(并且在各种实施例中，可能还有接收器)12，无线发射器12可以通过例如前一部分中提到的类型(例如，bt或wi-fi)的无线链路13实现无线短程连接协议的发射器侧。无线发射器12可以被配置为从陀螺仪10接收角速率数据(例如，经由有线技术)并且经由无线链路13将数据传输到在车载单元obu上的无线通信模块，无线通信模块在图3中被例示为接收器22，车载单元obu在图3中详细表示，以便于最小化轮上单元owu和车载单元obu之间的抖动和延迟。换言之，在wdr应用背景中的性能可以受益于优选地实时的传输过程。
在一个或多个实施例中，可以实现owu无线发射器12以便还作为接收器(未示出)操作，即，在一个或多个实施例中，无线通信模块12可以包括owu无线发射器/接收器12。owu无线发射器/接收器可以执行常规操作(即，数据传输)，同时还通过中央控制单元(例如，处理器20)接收控制命令(即，开/关、诊断等)。
在一个或多个实施例中，轮上单元owu可以由锂电池供电，但是这样的解决方案可能导致可能被证明是不可忽略的一个或多个缺点：例如，电池可能需要在一段时间之后进行再充电或替换，但是轮上单元owu可以被配置用于使最终用户(几乎)不知道其存在的汽车系统中；或者，例如，电池具有有限的耐久性、相对较大的尺寸和重量，并且在销毁时可能导致环境污染。
结果，在一个或多个实施例中，轮上单元owu可以包括能量采集器14，能量采集器14是一种可以将轮胎旋转或机械道路振动能量转换成电力从而为轮上单元owu上的单元(例如，ic集成电路)提供电力供应并且可选地将能量存储在嵌入式电池(未示出)中的装置。
能量采集器14可以实现上峰值功率点跟踪功能并且集成降压升压转换器的开关元件，以便通过监测充电结束和更低峰值电池电压以避免过度放电和保持电池寿命来允许对电池充电(如果存在的话)。
在一个或多个实施例中，功率管理器可以被适配为在多个温度和辐照度条件下适合于动力学采集源。
在一个或多个实施例中，对于轮上应用，可以提供宽带宽或频率调节能量采集装置，只要其可以用于处理例如陆地车辆中的可能高频率的车轮旋转。由intec在网址http://www.intechopen.com/books/small-scale-energy-harvesting/wideband-electromagnetic-energy-harvesting-from-a-rotating-wheel提出了一种实现能量采集器的方法以及参考资料。据观察，该系统可以能够根据车辆速度来提供高达例如660微瓦的功率。
在一个或多个实施例中，轮上单元owu可以在车辆操作期间使用，以评估车轮旋转速率并且例如通过无线链路13无线地将速率传输到车载单元obu。而且，在一个或多个实施例中，轮上单元owu可以由车辆运动本身自主地供电。
在一个或多个实施例中，如图2所示，轮上单元owu可以包括能量采集器14(例如，前面描述的那种)、无线通信模块(例如，发射器12(例如，前面描述的那种))和加速度计16(例如，至少是2轴加速度计)。
加速度计16可以用于评估两个垂直方向(即，图2中的x和y轴)上的重力加速度分量。
所获得的数据然后可以被处理，并且它可以指示旋转车轮的角速率。在一个或多个实施例中，可以指定轮上单元owu从加速度计16获得(原始)数据并且将其传输到无线发射器12。单元12和16之间的通信可以用标准串行电缆技术(例如，i2c或spi)来实现。
因此，在一个或多个实施例中，可以由图3的车载单元obu上的处理器20执行从(原始)加速度到车轮旋转速率的转换。
在一个或多个实施例中，轮上单元owu可以例如在车辆操作期间评估加速度计轴(x，y)上的重力分量并且将它们传输到车载单元obu，例如，可选地无线地(再次，在图1至3中，无线链路由附图标记13例示)。同样，它可以被自动供电，只要它可以由车辆运动本身供电。
在根据一个或多个实施例的系统中，图3中描绘的车载单元obu可以被实现为轮上单元owu的伴随单元。车载单元obu可以用于从轮上单元owu接收传感器数据，利用来自gnss可观测量和obu传感器的数据处理和融合所接收的数据，以便计算pvt(位置-速度-时间)，可能独立于gnss信号条件。
在一个或多个实施例中，车载单元obu可以被安装为使得其捷联(即紧固)到车身，以便于实际上不获得单元的移动。
在一个或多个实施例中，车载单元obu可以包括以下部件中的一个或多个。
特别地参考图3，车载单元obu可以包括已经提到的obu无线接收器22，即实现例如前面提到的类型的(无线链路由附图标记13例示)双向无线短程连接协议的发射器和/或接收器的无线通信模块。obu无线接收器22可以从轮上单元owu接收owudata、角速率和/或加速度分量，并且例如经由有线数字通信将其传输到处理器20(前面提到的那种)。通常，owudata可以表示车辆的行进距离。
然后，处理器20可以将数据例如从惯性测量值转换为行进距离。
在一个或多个实施例中，车载单元obu可以包括陀螺仪24。由于其在例如陆地车辆的本体上的位置，陀螺仪24可以能够以一定的敏感度来测量车辆的角运动。
在一个或多个实施例中，陀螺仪24可以检测(如果适当地校准)ne东北平面中(即，在航向中)的车辆方向的变化。陀螺仪24可以提供准确的车辆三角航向测量值，即，航向随时间的差值；数据obudata被传输到处理器20。
在不同的实施例中，陀螺仪24可以是1、2或3轴陀螺仪。
在1轴陀螺仪的情况下，安装位置可以优选地是“平坦的”，即，感测轴垂直于车辆行进方向。在2轴陀螺仪的情况下，系统可以能够应对如下安装：其中在描述与水平面不对准的2个角度中的1个角度可以与0不同。在3轴陀螺仪的情况下，系统可以应对随机车载单元obu安装，其中两个(两个中的)水平未对准角度可以是非零的(即，纵摇和横摇)。
因此，陀螺仪24可以经由例如标准数字串行通信协议将传感器数据obudata优选地实时地传输到处理器20，如在图3中可以观察到的。
此外，在一个或多个实施例中，车载单元obu可以包括另外的无线通信模块，另外的无线通信模块在图3中利用gnss接收器26进行例示，即可以用于接收(例如，从专用天线a)和解码gnss信号并且当gnss信号使得可能时能够计算车辆的绝对位置、速度和时间的集成电路。
在使用发射器/接收器26和/或处理器20可以位于车载单元obu的外部的情况下，gnss接收器单元26可以经由例如标准数字串行通信协议或无线链路向处理器20传输(优选地实时地)gnssdata，例如，可观测量和/或pvt输出。
在一个或多个实施例中，车载单元obu可以包括处理器20，处理器20可以融合绝对和相对接收数据，如前所述。
在一个或多个实施例中，处理器20可以校准owu和obu传感器，并且可以独立于gnss信号质量提供位置、速度和姿态。
由先前描述的不同单元采集的数据(即，obudata、owudata和gnssdata)可以流入处理器20，处理器20可以处理数据并且可以被配置为计算期望的pvth(位置-速度-时间-航向)。
在一个或多个实施例中，可以存在于车载单元obu上的所有装置和单元可以由车辆供电，例如由车辆的电池b供电。
应当注意，在一个或多个实施例中，处理器20可以与车载单元obu分开实现为外部独立单元(图中未示出的布置)。在例如远程信息处理/gis(地理信息系统)应用/物联网的背景中，处理器20还可以实现为远程实体，该远程实体从例如不同的车辆接收数据流，远程地执行计算并且产生输出。然后，远程处理器20可以将其传输回车辆以供其使用，或者将其收集在“大数据”集合中，“大数据”集合由例如地理信息服务使用以用于其他目的，诸如车队管理和/或交通监测。
在各种实施例中，处理器20因此可以接收以下信号中的一个或多个作为输入：
owudata，加速度计16的加速度和/或陀螺仪10的角速率；和/或
gnssdata，来自gnss接收器26的可观测量和/或pvt输出；和/或
obudata，车载陀螺仪24的角速率。
在一个或多个实施例中，处理器20可以提供以地心地固坐标(ecef)或大地测量格式表示的位置、速度(在速度或航向方面)、以及可能地准确的时间pvth作为输出。
如图4或5中例示的，处理器20可以被划分为表示要执行以根据输入数据计算pvth输出的步骤的各种底层处理块。
图5所示的实施例与图4所示的处理器20的实施例的不同之处在于，(原始)owudata(即，来自轮上单元owu的加速度计16的x和y轴信号)通过轮速计算块104被处理，即，被转换成轮速信号(已处理)owudata'。虽然在图4中，数据owudata被发送到校准块100a，但是在图5的实施例中，轮速信号owudata'被发送到校准块100c。
因此，处理器20可以包括接收owudata的校准块100a(图5中的100c)和从惯性传感器接收obudata的校准块100b，在这样的块中执行的校准过程保持共同的基础，但是可能取决于传感器而彼此不同。
特别地，在一个或多个实施例中，校准块100a和100c可以提供校准参数作为输出。
在所示的实施例中，gnssdata首先被发送到评估块110，评估块110被配置为评估gnss信号质量，以便在gnss信号被破坏时避免校正参数。
为了简单和理解，所示的实施例仅考虑传感器10或传感器16。然而，可以考虑实现传感器10和16的融合的实施例，对处理器20的实现具有相关的后果，这些后果完全在本领域技术人员的能力范围内。
在一个或多个实施例中，校准操作可以通过优选地每个轴三个参数来建模，称为偏差(b)、灵敏度/标度和偏差随温度的变化
g′i＝si(gi-bi)(1)
si，t＝si，t-1(2)
在使用加速度计16的实现的情况下，等式是相似的，其中使用项ai(加速度测量值)，而不是gi。
在一个或多个实施例中，如果信号具有足够的质量，则可以通过参考(即，gnss信号)来辅助校准。
在一个或多个实施例中，传感器可以用于计算gnss输出和/或可观测量的复制版本，即位置-速度-时间-航向。可以将复制版本与利用gnss参考获得的值相比较，并且如果可以认为两个计算的值基本上相同，则可以认为模型(和参数)是正确的。在存在差异的情况下，可以使用通过两个值之间的差异计算的误差来校正参数，并且可以将经校正的参数传输到系统中的一个或多个块。
校准块的复杂性可以取决于所使用的传感器的类型。例如，如在上述模型的情况下，考虑消费者/非安全汽车类型的imumems，可以假定偏差b取决于时间和环境条件而变化，特别是关于温度。例如，如果使用低成本mems传感器，则这样的假定成立。如果所采用的imu的等级增加，则这样的参数的稳定性可以增加(并且对环境的依赖性减小)，使得在一个或多个实施例中，一个或多个参数可以被认为是恒定的并且它们可能不需要运行时间估计。这样，设备制造商可以能够从数据表中获得参数值，并且可以经由配置来设置参数或者将它们硬编码到解决方案中。
而且，在上述模型中，偏差相对于温度
由设备制造商在生产线末端进行校准(这可能是昂贵且耗时的)是不必要的，和/或
可以确定部件校准的长期变化，例如，由于老化。
因此，总而言之，校准块100a/100c输出校准参数s、b、
v＝ωr＝g′ir(5)
v＝rsi(gi-bi)(6)
其中v是计算的车辆速度(也称为v')，ω是角速率，并且r是车轮半径。
观察到，车轮尺寸值r对于这里描述的系统的操作可能是关键的：例如，在车辆或轮胎规格中陈述的传统车轮尺寸可以证明是不令人满意的，因为轮胎充气状态可以以如下方式改变半径值r，该方式在某些情况下可以被视为是不可忽略的，例如，对于等式3的有效性。
因此，在一个或多个实施例中，可以能够假定si＝rsi，因此
v＝si(gi-bi)(7)
因此，半径r的值可以嵌入到轮上单元陀螺仪10的校准模型中，并且还可以通过将输出与gnss速度v”或行进路径相比较来相应地校准。
在如图5中描绘的一个或多个实施例中，owudata可以包括来自图2的加速度计16的(原始)数据，并且速度计算块102可以从加速度计16接收校准参数s和经处理的owudata。
如上所述，在一个或多个实施例中，如图5所示，可以处理(原始)owudata，即来自轮上单元owu的加速度计16的x和y轴信号，即，由轮速计算块104将其转换为轮速信号owudata'，轮速计算块104的操作描述如下。
考虑加速度计16的x和y分量信号并且考虑瞬时，轴可以感测重力矢量的相位相差90度的分量。现在考虑具有车轮旋转的时变系统，两个部件可以振荡以产生可以与iq(同相/正交)调制信号可比较的信号。
因此观察到，提取频率可以意味着获得随时间的相位变化，随时间的相位变化在例如车辆中可以基本上转换成车轮旋转速率。
在一个或多个实施例中，轮速计算块104因此可以用作复杂iq信号的fm(调频)解调器。
然而，块104可以返回经处理的速率(即，以转/秒表示)owudata'，其可能与行进路径计算不兼容。因此，在一个或多个实施例中，owudata'可以通过标识每次旋转行进的距离(即，使用轮胎周长)来校准。在一个或多个实施例中，这可以经由轮上单元加速度计校准块100c来完成，轮上单元加速度计校准块100c被配置为以基本上类似于陀螺仪10的校准块100a的方式来标识要应用于轮速信号的比例因子s，即，将信号与gnss导出的行进距离相比较，gnss导出的行进距离是根据作为校准块100c的输入而接收的gnssdata计算的。
应当注意，根据定义，这个标度的零速度下的车轮速率为零，并且因此估计偏差b是不必要的。这可能导致要计算的参数数目较少。
在一个或多个实施例中，车载单元obu可以包括被配置为将obu传感器数据转换为可观测量的块，即图4和5中可见的航向计算块106。块106可以被配置为通过执行积分来处理车载陀螺仪24的信号obudata。例如，如果陀螺仪24是1轴陀螺仪，则hi是时刻i的航向：
ht＝ht-1+g′tdt(8)
还应当注意，等式(8)可能需要用于计算航向的初始值，这可能难以从可以被配置为仅评估速率的陀螺仪24来获得。
在一个或多个实施例中，如果信号条件允许，则可以通过gnss获得参考航向。参考航向可以允许本领域技术人员实现能够校正航向和/或计算这样的航向所需要的变量(例如，校准参数)的估计模型。
在一个或多个实施例中，可以提供将先前模型的航向输出与由不同源(例如，gnss)提供的航向相比较的步骤，其可以允许标识可能与校准参数相关联的误差，该误差可以递归地在校准参数上使用以校正它们。
在时间上重复的这个过程可以允许找到校准参数的稳定值，并且可以使系统进入稳定状态，可能是准确的操作条件。
然后，图4和5中描述的处理器20可以包括导航引擎块108，导航引擎块108可以接收(经校正的，由计算的基于传感器的值v'/h'和gnss值v”/h”的比较而得到的)速度v和航向h、以及gnss参考数据(即，绝对速度v”、位置p”和航向h”)和gnss质量度量(诸如质量指示符k(其将在后面更详细地描述，并且帮助处理器20对gnss信号进行加权，即，度量表示gnss信号质量))作为输入，并且提供正确的位置-速度-时间-航向pvth作为输出。
导航引擎块108可以被配置为利用计算的航向h和速度v，以便获得分别以例如纬度和经度表示的用户位置的递归的可能是实时的更新：
λt＝λt-1+cos(ht)vtdt(9)
φt＝φt-1+sin(ht)vtdt(10)
在一个或多个实施例中，经由等式9和10获得的位置是相对的，即，可能需要初始化点，例如由gnss或另一绝对定位源提供的。
在操作期间，相对和绝对定位源之间的差值可以被认为是由一个或多个校准参数的误差而导致的误差。
优选地，由块108发出的位置误差pe可以用作校准块100a、100b、100c和/或导航引擎块108的反馈，以便改进或校正当前估计。
处理器20的一个或多个实施例还可以包括通过gnss质量评估块110进行的适当评估，gnss质量评估块110被配置为评估gnss信号质量以避免用损坏的数据校正参数。gnss质量评估块110可以接收gnssdata作为输入，并且提供gnssdata加上可以表示信号的质量的gnss质量指示符k作为输出。
在一个或多个实施例中，质量评估可以包括以下中的一个或多个：
gnss接受块，实现可以被满足以便认为信号有效的一个或多个逻辑条件(例如，可以能够在计算误差时使用gnss信号作为参考)；如果这些条件不满足，则可以丢弃当前的gnss信号；和/或
gnss加权块，被配置为基于可以用于接受块的基本上相同的基本原理和/或质量参数来实现软决策。
例如，如果信号功率(例如，cn0)超过45db/hz，则gnss信息可以被认为是完全可靠的，而如果其功率低于20db/hz，则可以认为其是不可用的。
因此，接受和加权块的可能实现可以包括：
当cn0<20db/hz时，拒绝gnss信号，即具有质量指示符k＝0(硬决策的示例)；
如果接受，如果20db/hz<cn0<45db/hz，则向gnss质量指示符k给予在0到1之间的权重；以及
如果接受并且如果cn0>45db/hz，则向质量指示符k给予权重1(即完全接受)(软决策的示例)。
对于表示gnss质量的很多不同参数，相同的技术可以是可能的，并且不应当被认为限于其信号功率。
例如，考虑从gnss质量度量(例如，信号功率，如先前例示的)导出的质量指示符k，调制gnss数据对当前估计的影响，接受块可以表示分别拒绝或接受输入的值，例如0或1；加权块可以表示基于统计的决策，其中k可能能够取在0到1之间的任何值，这取决于gnss信号的质量，而gnss信号的质量又可以取决于操作条件。
等式11和12例示以纬度和经度表示的质量指示符k在一个或多个实施例中的可能用途：
λt＝λrel+kt(λrel-λabs)(11)
φt＝φrel+kt(φrel-φabs)(12)
其中t、rel和abs下标分别指示时刻以及相对和绝对值。
因此，通常，参考图1至5，系统40在一个可能的实施例中如下操作。
可以放置在轮上单元owu上的传感器可以在车辆开始移动(即，车轮开始旋转)时开始操作，传感器用于(开始)评估与旋转速率相关的速率和加速度。如图1和2中例示的，提供关于车轮的信息的传感器可以基于陀螺仪10或加速度计16，或者在一个或多个实施例中，两个传感器的融合可以被利用。在图6和7中，详细示出了分别对由陀螺仪10和加速度计16获得的owudata进行操作的速度计算块102的两个不同实施例。传感器数据可以用于计算车辆速度v：在陀螺仪10的情况下，在图6中，这可以直接在传感器信号上完成，在加速度计16的情况下，可以处理传感器信号，以便获得表示旋转速率的信号，然后在该信号的基础上计算速度。传感器(10和/或16)信号优选地也被校准，例如，在执行速度计算之前。仍然参考系统的操作，在一个或多个实施例中，可以使用(可能同时)车载陀螺仪24信号来导出车辆航向h'。然后可以在导航块108中使用从传感器导出的从相应的块102和106输出的(经校正的，即，从传感器和gnss值计算的)速度v和航向h的组合来计算用户位置p'。
如前所述，gnssdata可以用作速度v”、航向h”和位置p”的绝对参考，以校正可能由传感器漂移或误校准而引起的可能误差。在一个或多个实施例中，这样的误差、特别地是位置误差pe和速度误差ve可以被反馈回到校准块100a、100b、100c，如图4和图5所示，并且可以用于改进传感器校准。
在图6和7中详细示出了分别对由陀螺仪10和加速度计16获得的owudata进行操作的速度计算块102的两个不同实施例。
通常，速度计算块102可以接收来自校准块100a和/或100c的参数s、b、
在本公开中，对经校正的速度v、航向h或位置p的引用用于将这样的值与相应的计算的基于传感器的值v'/h'/p'区分开。事实上，经校正的速度v、航向h和位置p也是通过将计算的(基于传感器的)值v'/h'/p'与基于gnss的值v”/h”/p”相比较来估计的。
速度计算块102可以被配置为从轮上传感器接收轮速信号并且校准它以获得速度估计v'。它可以根据轮上传感器、陀螺仪10和/或加速度计16而不同地实现。
特别地，在图6中，1020指示从owu单元接收数据owudata的校准块。
当接收到owudata时，可以使用由陀螺仪10校准块100a估计并且作为输入而接收的参数s、b来校准信号(在块1020中)，根据等式(1)，校准块100a可能相对于速度计算块102并行地操作。由块1020输出的以米/秒表示的所得到的owudata可以在块1022中在例如1秒内被平均(积分)以便减少噪声，并且以便将带宽设置为与gnss接收器26的传统带宽(例如，1hz)相一致。这样的经校准和平均的轮上陀螺仪10信号owudata定义了基于传感器的速度估计v'。
然后，基于传感器的速度估计v'(在块1024中)与被包括在gnss数据中的速度参考v”相比较；差值(即，速度误差)ve可以用于校正(例如，在1026中)传感器速度估计v'和/或作为到校准块100a、100b、100c的反馈。
在一个或多个实施例中，速度更新(和其他描述的技术)可以基于利用输出的基于传感器的估计(例如，速度v'、位置p'和航向h')与通过gnss进行的航向的直接观察(p”、v”、h”)之间的差值。这样的差值可以被定义为误差，即，它可以表示根据一个或多个实施例的系统的一个或多个变量的估计的误差的结果。
然而，仅当所选择的参考可以被认为是准确的时，才可能进行校正。如果参考不准确，则仅由于校准而不能考虑误差，并且如果它用于校正例如参数，则误差可能导致估计不准确并且可能导致反馈回路发生故障。
在某些情况下，标识其中gnss参考可以被视为已损坏并且因此不可用的情况可以是相关的。
在一个或多个实施例中，如果gnss信号质量差或不存在，则质量指示符(例如，k)可以使其贡献无效，并且因此使用纯粹是传感器导出的经校正的速度估计v(在块1026中)。然而，如果gnss信号可以被认为是有效的，则其贡献(例如，参考v”)可以与在块1026中估计经校正的速度v相关。
在一个或多个实施例中，图6和7中用参考ve描绘的误差可以用作到校准块100a、100b、100c的反馈。
图7中描绘的速度计算块102是关于图6的在一定程度上类似的块的示例，其中两幅图之间的相同参考表示类似的子块。
在一个或多个实施例中，如图7所示，代替使用(原始)传感器样本，轮上加速度计20样本可以被变换为轮速，被传输，经由校准参数被缩放到m/s(块1028)，并且然后被传输到与估计的gnss速度v”的融合阶段(如果有效)。
在一个或多个实施例中，校准参数可以仅包括作为输入而接收的标度，只要导出的车轮速率可以不受任何偏差的影响。
应当注意，在一个或多个实施例中，传感器10和16都可以存在，并且因此相应处理链的两个子块都可以存在。在一个或多个实施例中，经校正的输出速度v可以选自两个计算的传感器速度v'中的一个，或者它可以是这两者的组合。这个解决方案可以有助于克服单个传感器的限制。
如已经陈述的，速度计算块102可以使用加速度计16、陀螺仪10或两者的轮上传感器数据(计算速度v')来计算车辆的经校正的速度v，速度v可以使用gnss绝对速度参考v”进行参考和校正(如果可用)。
在一个或多个实施例中，图8中呈现的航向计算块106可以相对于速度计算块102执行类似操作流程。使用通过作为输入而接收的gnss绝对航向参考h”来参考和校正(在块1064中)(如果可用)的所计算的航向h'(在块1062中)，航向计算块106使用车载陀螺仪24来计算(经校正的)车辆航向h。
块106可以用于描述车辆的航向在操作期间如何随时间变化。
如前所述，可以用于计算的样本是由可以垂直于车辆行进方向的陀螺仪24轴感测的样本。例如，在一个或多个实施例中，车载陀螺仪24可以是相应放置的单轴陀螺仪。如果需要非垂直安装，则可以考虑3轴陀螺仪24并且使用本领域已知的技术来解析其轴，以便提取类似垂直的信号。
在一个或多个实施例中，原始样本可以经历以下步骤中的一个或多个，特别是在块106中：
接收当前校准参数par(由先前讨论的车载陀螺仪校准块100b估计的)作为输入，
补偿(块1060)所接收的obudata的偏差和标度，
从数字单位转换为物理单位(例如，每秒度数或弧度数)，
在例如1s内进行积分(块1062)，作为角速率的信号表示积分之后的航向角(以度或弧度表示，这取决于校准)，以及
将航向h'的“传感器方式”版本与参考相比较(块1064)，因为传感器方式版本可能受到由校准参数和/或信号本身的误差引起的漂移。
在一个或多个实施例中，这样的参考航向可以由作为输入而接收的gnss信号h”提供(如果可用)。
在一个或多个实施例中，准确度估计可以由gnss质量度量提供，例如，质量指示符k，质量指示符k可以作为输入被接收并且用于决定是否可以以及在何种程度上利用gnss信号进行校正(由于例如可以被视为已损坏或部分损坏的gnss信号)。
在一个或多个实施例中，可以提供校正块1066以校正传感器航向估计h'，类似于先前描述的校正操作，通过将其乘以由质量指示符k度量的误差，其中如前所述，在发现质量度量低于某个阈值的情况下，k可以为0，在发现质量度量高于可能的另一上阈值的情况下，k可以为1，并且可能与质量估计成比例地从0到1平滑地变化。
在一个或多个实施例中，在块102和106中计算的经校正的速度v和航向h可以用于计算用户位置p'、p。实际上，导航是在给定参考系中检测用户位置的动作。根据一个或多个实施例，所选择的参考系可以是局部大地测量参考系，即，纬度和经度，例如，根据世界大地测量系统(wgs)，修订版84(wgs84)椭圆体。
按照图9中描绘的步骤，根据一个或多个实施例的系统可以能够利用传感器来更新向起始点添加增量(即，向起始点添加运动)的位置p。
应当注意，在启动时和/或在复位之后和/或在故障发生之后可能需要起始点。
图9的导航块108可以从航向计算块106接收(计算的)经校正的航向h并且从速度计算块102接收(计算的)经校正的速度v作为输入，并且可以传输(从块1084)车辆的经校正的位置p作为输出。在一个或多个实施例中，位置误差pe(在校正块1082中计算的)可以作为反馈被发送到系统，例如，发送到校准块100a、100b、100c(和/或到块1084，如下面进一步描述的)，和/或块108还可以将速度、时间和航向计算传输给用户(图9中未示出)。
在一个或多个实施例中，导航块108可以被配置为执行以下步骤：
接收当前的经校正的航向h和当前的经校正的速度v；和/或
基于当前的经校正的航向h和速度v来更新(1080)位置p'；和/或
接收从gnss接收器26获得的当前位置p”；和/或
基于所计算的位置p'和gnss位置p”之间的差值来计算(1082)位置误差pe；和/或
接收gnss质量指示符，例如k；和/或
基于所计算的位置p'、位置误差pe和质量指示符k来校正(1084)位置p。
在一个或多个实施例中，可以使用gnss位置p”来初始化位置。在第一次之后，时间、航向和速度可以在每次迭代时由轮上单元owu传感器更新，经校正的航向h和速度v用于根据等式13和14来计算估计位置p'。
λt＝λt-1+cos(ht)stdt(13)
φt＝φt-1+sin(ht)stdt(14)
在一个或多个实施例中，等式描述了基于传感器的版本的位置计算。利用与针对速度和航向描述的相似的融合技术，可以将其与由gnss提供的参考相比较。
在一个或多个实施例中，误差pe通过由gnss误差度量给出的加权因子被调制。例如，质量指示符k可以用于改善位置估计和/或作为到校准级100a、100b、100c的反馈(如果gnss信号被认为是有效的)以便改进传感器参数的校准。这可以在以下假定下完成：在良好的gnss条件下，预测位置p'的误差由速度v和/或航向h的误差给出，因此在轮上单元owu上和/或车载单元obu上的传感器校准。
在一个或多个实施例中，gnss可以评估汽车速度v”以及其位置p”。
在一个或多个实施例中，轮上单元owu可以以安装在车轮上的3轴陀螺仪装置为特征，其中x和y轴平行于车轮表面，并且z轴垂直于车轮表面，即平行于车辆前轴。在一个或多个实施例中，陀螺仪可以放置在后轮上，以便于减少转弯期间的转向的影响。
所得到的数据(即，通过gnss和陀螺仪10获得的数据)可以呈现相似的形状，即，数据可以彼此成比例。
实际上，该模型可以表现出小的误差，例如，峰值误差可以是2.5km/h。应当注意，仍然很小的峰值误差可以在加速/减速时发生，即，峰值误差可能不是误差，例如在传感器数据中，而是例如gnss速度测量值的滞后/延迟。这样的误差可以被认为是gnss接收器中的多普勒频率跟踪之间的折衷。
另一方面，可以考虑绝对值的平均误差，即均方根(rms)，例如0.42km/h，其是在准确度上与例如来自车辆制造商的在can总线上可用的传统的速度/行进路径传感器的粒度相当的值。
在一个或多个实施例中，ls(最小二乘)计算方法可以适合于结果的后处理，只要它可以依赖于要应用的相当大部分的数据历史。然而，基于促进减少二次误差，它可以用于实现用于校准参数估计的优选地实时的过程。校准块可以在图10中例示，例如，轮上单元陀螺仪校准块100a被例示。
在一个或多个实施例中，校准块100a可以包括以下步骤中的一个或多个：
接收来自陀螺仪10的样本(例如，owudata、质量指示符k以及速度ve和位置pe的误差)作为输入；和/或
基于陀螺仪10信号来评估(块1000)车辆是否静止，即车辆是否已经停止，例如，使用评估速率的阈值(即使在慢速运动中，评估的速率可以达到相关值，例如，在16km/h下，其已经是大约500dps)；和/或
如果车辆静止(在块1000中验证，肯定答案y)，则计算(块1002)偏差误差(如果车辆静止，则所接收的观测数据可以基本上表示偏差)；和/或
更新(块1004)轮上单元owu偏差b估计，例如，直接更新值或将观测数据owudata与当前估计相比较并且进行更新同时基于所计算的误差进行缩放，诸如在反馈回路中；
基于偏差b的值来更新(块1006)轮上单元owu偏差导数
如果车辆正在移动(在块1000中验证，否定答案n)，则可以触发比例因子的估计，并且第一步骤可以对数据进行累积并且求平均(块1008)，例如在1s内(可以丢弃一部分所接收的数据以便滤除噪声)；和/或
利用偏差b的当前估计来进行补偿(块1010)；和/或
基于所接收的误差ve、pe和质量指示符k来校正误校准(块1012)，以获得正确的标度s。
除了速度误差ve之外，可以向校正块馈送位置误差pe，只要基于传感器(并且取决于校准)的速度估计在从某个起始点开始随时间积分的情况下可以允许计算基于传感器的位置估计，在存在校准误差的情况下，基于传感器的位置估计可以与例如通过gnss获得的参考不同。
在一个或多个实施例中，由计算的位置与gnss位置的比较而产生的误差可以被反馈到轮上单元owu校准块100a，以进一步细化比例因子估计。
gnss质量块可以向标度估计提供输入。校准以及与根据一个或多个实施例的系统相关的一个或多个其他更新技术可以基于输出(例如，速度、位置和航向)的基于传感器的估计与通过gnss获得的位置、速度和航向的直接观察之间的差值。这样的差值可以被定义为误差，并且这个差值可以表示系统的一个或多个变量的估计的误差。
然而，在存在不准确的参考的情况下，不可以认为所得到的误差与校准完全相关，并且如果在校正中使用，则可能导致不准确的估计并且可能导致反馈回路中发生故障。
由于先前的原因，可以存在gnss质量评估块110，以标识其中gnss参考被破坏且不可用的情况。
在一个或多个实施例中，如图11例示的，加速度计16可以存在于轮上单元上，轮上单元可以包括或不包括陀螺仪10，例如，当采用mems6轴imu时，即，嵌入陀螺仪和加速度计的独特的传感器实例。在图10和11中找到的相同附图标记描述类似的块，并且因此其更详细的描述是不必要的。
在一个或多个实施例中，如图11中描述的，经处理的数据owudata'(其可以是正弦的)可以包括与车轮的旋转相关的数据。
数据owudata'可以包括两个加速度：
由例如沿着其轨迹加速的车辆产生的线性运动加速度；低频、相对低模量的分量，以及
重力加速度，轴上的投影可以与车轮相对于其初始起始位置的当前角度相关。
重力矢量的模量为9.81m/s^2(1g)，垂直于地球中心，并且当加速度计感测轴与这样的方向对齐并且指向前方时，它可以能够便于感测；然而，当轴由于车轮旋转而改变180°时，它可以具有与重力矢量相同的方向，但是相反，因此可能表现出感测的减小。因此，中间轴位置可以提供可以被认为是正弦的峰值之间的信号的变化，这个变化通过基本上为圆形的车轮的旋转而导出。而且，正弦曲线的周期可以等于车轮一转。因此，轮上单元owu加速度计16信号可以是具有可变频率的正弦信号，这个频率与车辆速度成正比(具有比例因子)。
因此，处理信号可以等于使用例如轮上单元加速度计16可以提供的正交分量来对频率调制波进行解码。实际上，利用加速度计16的不同轴(例如，相对于第一轴x的y，其相对于x为90°)，可以验证轴可以能够提供与x基本上相同的信号(可忽略的运动分量和斜率可以忽略)，仅相位偏移90度。
在一个或多个实施例中，为了将加速度计16的原始owudata变换为轮速信号，可能需要变换块104，如图12中例示的，变换块104可以包括fm解调器1040，fm解调器1040检测相位并且对其进行区分以获得频率。
在一个或多个实施例中，轮速计算块104还可以包括以下中的一个或多个：
低通滤波器(块1042)，
标准化(块1044)，
移动平均滤波器(块1046)，用于平滑速率信号。
在图12中，参考ax和ay分别表示x和y轴方向上的加速度。
在一个或多个实施例中，fm解调器1040可以包括计算(块1048)加速度的反正切，将其相对于反正切的延迟版本(块1052中的z-1离散时间算子)减去(块1050)，并且将结果乘以(块1056)因子(块1056)，例如1/2πts，ts是加速度计信号的周期。在一个或多个实施例中，一旦原始加速度信号已经被解调为旋转速率信号，就可以计算出正确的标度。实际上，fm解调器1040的输出可以包括归一化的无单位信号owu，然而，以米/秒为单位的速度可以用于进一步处理。
用于计算这样的比例因子的逻辑流程(图11的1014)可以保持关于图10所示的陀螺仪100a的校准的某些相似性：在一个或多个实施例中，旋转速率(其可以与速度成正比)可以与作为输入而接收的速度的gnss估计相比较。可以反馈所生成的误差以校正比例因子(块1014)。
如前所述，为了获得正确的评估，可以仅在被认为有效(即，具有良好质量)时使用gnss信号，其可以通过作为输入而接收的质量指示符k来获知，质量指示符k由gnss质量评估块来评估。在一个或多个实施例中，所评估的度量可以允许没有参数更新或部分更新，例如，与质量成比例。同样，不仅速度误差，作为输入而接收的积分位置的误差也可以用作用于校正的反馈。
应当注意，在根据一个或多个实施例的系统中，可以避免永久偏差；但是，可能出现一个或多个尖峰，特别是在速度降低期间。尖峰可以与以下事实有关：在减速期间，gnss接收器的跟踪回路可能经历一些滞后。然而，这样的滞后可能不会使一个或多个实施例的性能降低。
还应当注意，出现的尖峰可以是正的和负的，具有相同的数目，例如，大的正尖峰之后是负尖峰。因此，考虑到速度经历的积分以获得位置，可以进一步减小误差，只要正和负尖峰可以相互补偿。
在一个或多个实施例中，估计的比例因子可以是每度约213mm，即，由传感器评估的每度旋转可以表示行进路径的2cm的增加。
在一个或多个实施例中，另一度量可以包括用于轮上单元owu速度的rms误差、二次误差，即0.61km/h。因此，这样的单元可以相对于传统的汽车里程表传感器(例如，abs)具有竞争力，可以考虑作为wdr系统的速度传感器的owu实现。
在一个或多个实施例中，车轮旋转的转弯速率可以是相关的，因此可以使用来自陀螺仪轴的所有信号，甚至来自平行于车轮旋转的轴的信号，这在理想情况下将不会感测到任何东西。实际上，平行于车轮旋转的轴感测速率，并且信号可以是不可忽略的，使得其可以在wdr系统中利用。
在一个或多个实施例中，利用传感器缺陷是可能的，诸如横轴效应、内部的小的未对准或由于手动安装而导致的未对准，以便计算误差；然而，轴可能不太敏感，这可能导致更高的比例因子(例如，50cm)，导致更低的分辨率和更大的误差，局部峰值高达10m/s并且二次误差rms为2m/s。
在一个或多个实施例中，先前描述的校准和速度计算可以在例如3个并行系列中迭代，每个陀螺仪轴xyz一个系列。
这样的冗余可以在一个或多个实施例中提供更容易地检测测量值的故障的可能性，例如，以允许选择性能最佳的轴和/或获得执行每个轴测量值的融合。
在一个或多个实施例中，可以使用最灵敏的轮上单元陀螺仪10的z轴。
使用较不敏感的轴(即，y)可以提供wdr的良好质量的位置性能，除了一个或多个拐角和转弯之外，其中速度可能被高估(即，矢量模量可以大于平均值)。这种效果可能是由于以下事实引起的：在转弯期间，平行于车轮表面的轴可以感测车辆转弯速率，而z轴可以被认为对其几乎不敏感。
这个效果可能在陀螺仪10的x和y轴信号中导致本领域中称为锥效应的伪分量。
一个或多个实施例可以涉及使用具有非连接dr实现(“无线”)的系统。
虽然传统dr系统可以由包含所有系统部件并且可以连接所有外部输出(例如，距离传感器和/或gnss天线)的单个单元组成，但是根据一个或多个实施例的wdr系统可以由两个单元组成，这两个单元可以是独立的，因此不需要车辆连接。
一个或多个实施例的优点在于，先前描述的系统可以在不与车辆连接的情况下提供相同的高准确度水平的传统dr系统。换言之，它可以提供具有dr准确度的纯ins惯性系统的相同的用户友好性和易于安装性，有助于克服两种技术的限制。
可以针对一个或多个实施例考虑不同的实现，例如，它可以包括gnss接收器、2个运动传感器(2个陀螺仪或陀螺仪加上加速度计)、1个bt发射器tx和1个bt接收器rx。
在不损害保护范围的情况下，在不损害基本原理的情况下，细节和实施例可以相对于仅作为示例而公开的内容甚至显著地变化。
保护范围由所附权利要求限定。
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