惯性测量单元标定方法、设备及服务器与流程

1.本申请涉及导航技术领域，尤其涉及一种惯性测量单元标定方法、设备及服务器。


背景技术：

2.惯性测量单元（inertial measurement unit，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，为载体例如车辆的定位、导航提供所需的数据。
3.惯性测量单元受各种因素影响，使用一段时间后，其内参数和性能会发生变化，不能满足定位、导航的要求，因此必须定期对惯性测量单元的相应内参数进行标定。相关技术的惯性测量单元的内参数标定，数据处理量大，计算复杂，对车辆的车载智能设备的资源消耗大，而车载智能设备的资源是有限的，导致在车载智能设备上进行惯性测量单元的标定效率低。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种惯性测量单元标定方法、设备及服务器，能够提高惯性测量单元标定的效率。
5.本申请第一方面提供一种惯性测量单元标定方法，所述方法包括：接收至少一个车载智能设备上传的惯性测量单元中加速度计的输出数据和所述惯性测量单元的陀螺仪的输出数据，所述加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据包括：载有所述至少一个车载智能设备的车辆在不同位姿静止状态下时，所述加速度计分别测得的加速度计输出数据和所述陀螺仪分别测得的陀螺仪输出数据；根据所述加速度计的输出数据、预存的所述标定模型，确定所述加速度计的标定参数，利用所述加速度计的标定参数对所述加速度计的输出数据进行校正，获得加速度计校正数据，根据所述陀螺仪的输出数据、预存的所述标定模型，采用allan方差计算确定所述陀螺仪的标定参数的零偏，根据所述陀螺仪的输出数据、所述加速度计校正数据、以及预存的所述标定模型，采用优化方式计算确定所述陀螺仪的标定参数的刻度因数和安装误差，其中，所述标定模型用于计算所述加速度计的标定参数和所述陀螺仪的标定参数；将确定的所述加速度计的标定参数和所述陀螺仪的标定参数下发至所述至少一个车载智能设备。
6.本申请第二方面另提供一种惯性测量单元标定方法，所述方法包括：获取并上传惯性测量单元中加速度计的输出数据和所述惯性测量单元的陀螺仪的输出数据至服务器，所述加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据包括：载有所述至少一个车载智能设备的车辆在不同位姿静止状态下时，所述加速度计分别测得的加速度计输出数据和所述陀螺仪分别测得的陀螺仪输出数据；接收所述服务器下发的所述加速度计的标定参数和所述陀螺仪的标定参数，所述加速度计的标定参数和所述陀螺仪的标定参数分别由所述服务器根据上传的所述加速度
计的输出数据和所述陀螺仪的输出数据、以及预存于所述服务器的标定模型依次确定，包括：根据所述加速度计的输出数据、预存的所述标定模型，确定所述加速度计的标定参数，利用所述加速度计的标定参数对所述加速度计的输出数据进行校正，获得加速度计校正数据，根据所述陀螺仪的输出数据、预存的所述标定模型，采用allan方差计算确定所述陀螺仪的标定参数的零偏，根据所述陀螺仪的输出数据、所述加速度计校正数据、以及预存的所述标定模型，采用优化方式计算确定所述陀螺仪的标定参数的刻度因数和安装误差，其中，所述标定模型用于计算所述加速度计的标定参数和所述陀螺仪的标定参数。
7.本申请第三方面提供一种车载智能设备，所述车载智能设备包括：上传单元，用于获取并上传惯性测量单元中加速度计的输出数据和所述惯性测量单元的陀螺仪的输出数据至服务器，所述加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据包括：载有至少一个车载智能设备的车辆在不同位姿静止状态下时，所述加速度计分别测得的加速度计输出数据和所述陀螺仪分别测得的陀螺仪输出数据；参数接收单元，用于接收所述服务器下发的所述加速度计的标定参数和所述陀螺仪的标定参数，所述加速度计的标定参数和所述陀螺仪的标定参数分别由所述服务器根据所述上传单元上传的所述加速度计的输出数据和所述陀螺仪的输出数据、以及预存于所述服务器的标定模型依次确定，包括：根据所述加速度计的输出数据、预存的所述标定模型，确定所述加速度计的标定参数，利用所述加速度计的标定参数对所述加速度计的输出数据进行校正，获得加速度计校正数据，根据所述陀螺仪的输出数据、预存的所述标定模型，采用allan方差计算确定所述陀螺仪的标定参数的零偏，根据所述陀螺仪的输出数据、所述加速度计校正数据、以及预存的所述标定模型，采用优化方式计算确定所述陀螺仪的标定参数的刻度因数和安装误差，其中，所述标定模型用于计算所述加速度计的标定参数和所述陀螺仪的标定参数。
8.本申请第四方面提供一种服务器，所述服务器包括：接收单元，用于接收至少一个车载智能设备上传的惯性测量单元中加速度计的输出数据和所述惯性测量单元的陀螺仪的输出数据，所述加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据包括：载有所述至少一个车载智能设备的车辆在不同位姿静止状态下时，所述加速度计分别测得的加速度计输出数据和所述陀螺仪分别测得的陀螺仪输出数据；处理单元，包括第一标定子单元、校正子单元、第二标定子单元，所述第一标定子单元，用于根据所述接收单元接收的所述加速度计的输出数据、预存的所述标定模型，确定所述加速度计的标定参数，所述校正子单元，用于利用所述第一标定子单元确定的所述加速度计的标定参数对所述接收单元接收的所述加速度计的输出数据进行校正，获得加速度计校正数据，所述第二标定子单元，用于根据所述接收单元接收的所述陀螺仪的输出数据、预存的所述标定模型，采用allan方差计算确定所述陀螺仪的标定参数的零偏，用于根据所述接收单元接收的所述陀螺仪的输出数据、所述校正子单元获得的加速度计校正数据、以及预存的所述标定模型，采用优化方式计算确定所述陀螺仪的标定参数的刻度因数和安装误差，其中，所述标定模型用于计算所述加速度计的标定参数和所述陀螺仪的标定参数；下发单元，用于将所述处理单元确定的所述加速度计的标定参数和所述陀螺仪的标定参数下发至所述至少一个车载智能设备。
9.本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请实施例提供的一种惯性测量单元标定方法，无需特定的标定设备，操作简单便捷；同时应用预存于服务器的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，不仅降低了惯性测量单元标定对车载智能设备资源的消耗，提高了惯性测量单元标定的计算处理速度，而且避免了加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数相互之间的干扰，降低了惯性测量单元标定复杂度，减少了惯性测量单元标定的计算量，提高了车载惯性测量单元标定的效率。
10.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，并不能限制本申请。
附图说明
11.通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
12.图1是本申请实施例示出的惯性测量单元标定方法的流程示意图；图2是本申请实施例示出的惯性测量单元标定方法的另一流程示意图；图3是本申请实施例示出的惯性测量单元标定方法的另一流程示意图；图4是本申请实施例示出的车载智能设备的结构示意图；图5是本申请实施例示出的服务器的结构示意图；图6是本申请实施例示出的服务器的另一结构示意图；图7是本申请实施例示出的惯性测量单元标定系统的结构示意图；图8是本申请实施例示出的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
13.下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请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申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
14.在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请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。
15.应当理解，尽管在本申请可能采用术语“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，在不脱离本申请范围的情况下，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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
16.本申请实施例提供一种惯性测量单元标定方法，能够提高车载惯性测量单元标定的效率。
17.本申请实施例提供的惯性测量单元标定方法，可以应用于一种惯性测量单元标定系统中，该标定系统包括车载智能设备和服务器，车载智能设备获取并上传惯性测量单元中加速度计的输出数据和惯性测量单元的陀螺仪的输出数据至服务器；服务器接收车载智能设备上传的惯性测量单元中加速度计的输出数据和惯性测量单元的陀螺仪的输出数据，根据接收的加速度计的输出数据和惯性测量单元的陀螺仪的输出数据、预存的标定模型，依次确定惯性测量单元的加速度计和陀螺仪的标定参数，服务器将加速度计和陀螺仪的标定参数下发给车载智能设备。
18.以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
19.实施例一：图1是本申请实施例示出的惯性测量单元标定方法的流程示意图。
20.参见图1，一种惯性测量单元标定方法，包括：在步骤101中，接收至少一个车载智能设备上传的惯性测量单元中加速度计的输出数据和惯性测量单元的陀螺仪的输出数据。
21.在一实施例中，惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，车辆的至少一个车载智能设备分别获取并上传车辆在不同位姿时静止状态下加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据。
22.在步骤102中，根据加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据、以及预存的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，其中，所述标定模型用于计算所述标定参数，所述标定参数至少包括如下之一：零偏、刻度因数、安装误差。
23.在一实施例中，惯性测量单元的标定参数包括加速度计和陀螺仪的标定参数，加速度计的标定参数可以包括加速度计的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项；陀螺仪的标定参数可以包括陀螺仪的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项。
24.在一实施例中，可以根据接收的加速度计的输出数据、预存的标定模型，确定加速度计的标定参数；可以根据接收的陀螺仪的输出数据、预存的标定模型，确定陀螺仪的标定参数。
25.在步骤103中，将确定的零偏，和/或刻度因数，和/或安装误差下发至至少一个车载智能设备。
26.在一实施例中，加速度计的标定参数可以包括加速度计的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项；陀螺仪的标定参数可以包括陀螺仪的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项；可以将加速度计的标定参数与陀螺仪的标定参数任意组合，将组合后的加速度计的标定参数与陀螺仪的标定参数下发至车辆的至少一个车载智能设备。车载智能设备可以向惯性测量单元发送加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，使得惯性测量单元在定位导航时可以利用加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数分别对加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据进行校正，以提高惯性测量单元定位导航的精度。
27.本申请实施例提供的一种惯性测量单元标定方法，无需特定的标定设备，操作简单便捷；同时应用预存于服务器的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，不仅降低了惯性测量单元标定对车载智能设备资源的消耗，提高了惯性测量单元
标定的计算处理速度，而且避免了加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数相互之间的干扰，降低了惯性测量单元标定复杂度，减少了惯性测量单元标定的计算量，提高了车载惯性测量单元标定的效率。
28.实施例二：图2是本申请实施例示出的惯性测量单元标定方法的另一流程示意图。图2相对于图1更详细描述了本申请方案。
29.参见图2，一种惯性测量单元标定方法，包括：在步骤201中，接收至少一个车载智能设备上传的车辆在不同位姿时，加速度计分别测得的加速度计输出数据和陀螺仪分别测得的陀螺仪输出数据。
30.在一种具体实施方式中，车辆载有包括惯性测量单元的至少一个车载智能设备，惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，车载智能设备分别获取并上传车辆在不同位姿时静止状态下加速度计分别测得的加速度计输出数据和陀螺仪分别测得的陀螺仪输出数据。
31.在一种具体实施方式中，将车辆停于平整路面，转动车辆使其保持不同位姿，不同位姿车辆保持30秒以上的静止状态。车辆可以分别转动不同角度，不同角度包括90度、180度、270度、360度，在车辆转动不同角度的不同位姿下，使车辆处于静止状态，静止状态时间在30秒以上，惯性测量单元至少重复3次采集加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据。
32.在一种具体实施方式中，惯性测量单元的单个采样周期为，惯性测量单元在车辆处于不同位姿时保持静止状态的静置时间内至少获得加速度计测得的n个加速度计输出数据和陀螺仪测得的n个陀螺仪输出数据，n为大于等于50的整数。
33.在一种具体实施方式中，可以将惯性测量单元设置于车辆内的车载智能设备内，也可以设置于车载智能设备外，但都与车载智能设备之间可以进行通信交互。车载智能设备分别获取车辆处于不同位姿时静止状态下加速度计测得的加速度计输出数据和陀螺仪测得的陀螺仪输出数据，将加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据上传。
34.在步骤202中，根据加速度计的输出数据、预存的标定模型，确定加速度计的标定参数。
35.在一实施例中，加速度计和陀螺仪的标定参数分开确定，先确定加速度计的标定参数，再确定陀螺仪的标定参数，从而完成惯性测量单元的标定。
36.在一种具体实施方式中，加速度计的标定参数包括加速度计的零偏、刻度因数和安装误差，加速度计完整的误差模型可以表示为：式中，表示标定后加速度计校正数据，表示加速度计的输出数据，表示加速度计测量噪声，在获取加速度计的输出数据时可以取一个时间段内的平均值，因此，在计算过程忽略不考虑加速度计测量噪声。加速度计的误差模型可以表示为：在一种具体实施方式中，惯性测量单元静态下由于只受重力的影响，加速度计三个轴上的输出数据的归一化值在理论上应等于重力加速度值。因此，预存的用于确定加速度计的标定参数的标定模型可以表示为：
式中，是当地的重力加速度，是车辆处于不同位姿静止状态的时刻k的加速度计的输出数据，加速度计的输出数据可以是加速度计输出的加速度，h为加速度计的归一化，是待求解的加速度计的标定参数。
37.比较车辆处于不同位姿时静止状态的加速度计输出数据的归一化值与重力加速度值，利用levenberg
‑
marquardt（英文简称：l
‑
m，中文全称：列文伯格
‑
马夸尔特）算法，将加速度计测得的n个加速度计输出数据的n个归一化值代入标定模型，选取残差最小的一组参数确定为加速度计的标定参数，加速度计的标定参数包括加速度计三个敏感轴的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项。
38.在一实施例中，levenberg
‑
marquardt算法，也称作阻尼最小二乘法，结合了高斯牛顿法和梯度下降法的优点，拟合非线性函数的系数，利用最小二乘法，使得函数的均方误差最小。levenberg
‑
marquardt算法也可认为是采用了信赖域法的高斯牛顿法。
39.在步骤203中，利用加速度计的标定参数对加速度计的输出数据进行校正，获得加速度计校正数据。
40.在一种具体实施方式中，可以利用加速度计的误差模型：、加速度计的标定参数对接收的加速度计的输出数据进行校正，获得加速度计校正数据。
41.在步骤204中，根据陀螺仪的输出数据、加速度计校正数据、以及预存的标定模型，确定陀螺仪的标定参数。
42.在一种具体实施方式中，陀螺仪的标定参数包括陀螺仪的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项。可以根据接收的陀螺仪的输出数据、以及预存的用于确定陀螺仪的标定参数的标定模型，采用allan方差（阿伦方差）计算确定陀螺仪的标定参数的零偏。具体为：在一种具体实施方式中，陀螺仪的输出速率可表示为：式中：、分别为、时刻陀螺仪的输出角度，为、时刻时间间隔，也即是单个采样周期，可以表示为。
43.allan方差可按下式估算：式中：，为采样频率，把n个采样值分成指定长度m的序列号，计算出每串的平均值，，即可计算获得allan方
差。
44.在一种具体实施方式中，可以采用计算获得的allan方差，根据以下用于确定陀螺仪的标定参数的零偏的标定模型计算确定陀螺仪三个敏感轴的零偏。
45.在一种具体实施方式中，可以根据接收的陀螺仪的输出数据、加速度计校正数据、以及预存的用于确定陀螺仪的标定参数的标定模型，采用优化方式计算确定陀螺仪的标定参数的刻度因数和安装误差。具体为：在一种具体实施方式中，由加速度计校正数据得到一个时刻的加速度向量，在陀螺仪测得的n个陀螺仪的输出数据中，通过积分陀螺仪时刻和时刻的陀螺仪的输出数据得到时刻的重力向量，陀螺仪的输出数据可以是陀螺仪输出的角速度，定义运算符，则：式中可以是通过积分输入角速度来计算最终方向的任何积分算法。
46.陀螺仪任意转动，积分得到的角度和加速度计校正数据求得的角度比较，得到用于确定陀螺仪的标定参数的刻度因数和安装误差的标定模型：式中表示标定后陀螺仪校正数据，表示陀螺仪的输出数据，表示陀螺仪的零偏，表示陀螺仪的刻度因数，表示陀螺仪的安装误差，是由加速度计校正数据得到的时刻的实际的重力向量。利用levenberg
‑
marquardt算法，将n个不同的加速度计校正数据得到的实际的重力向量和通过积分陀螺仪测得的n个不同的陀螺仪的输出数据得到的重力向量代入标定模型，选取残差最小的一组参数确定为陀螺仪的三个敏感轴的刻度因数和安装误差。
47.在步骤205中，将加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数下发至至少一个车载智能设备。
48.在一实施例中，加速度计的标定参数可以包括加速度计的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项；陀螺仪的标定参数可以包括陀螺仪的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项；可以将加速度计的标定参数与陀螺仪的标定参数任意组合，将组合后的加速度计的标定参数与陀螺仪的标定参数下发至车辆的至少一个车载智能设备。车载智能设备可以向惯性测量单元发送加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，使得惯性测量单元在定位导航时可以利用加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数分别对加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据进行校正，以提高惯性测量单元定位导航的精
度。
49.本申请实施例提供的惯性测量单元标定方法，无需特定的标定设备，操作简单便捷；同时应用预存与服务器的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，不仅降低了惯性测量单元标定对车载智能设备资源的消耗，提高了惯性测量单元标定的计算处理速度，而且避免了加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数相互之间的干扰，降低了惯性测量单元标定复杂度，减少了惯性测量单元标定的计算量，提高了车载惯性测量单元标定的效率。
50.进一步的，本申请实施例提供的一种惯性测量单元标定方法，利用加速度计的标定参数对接收的加速度计的输出数据进行校正，获得加速度计校正数据；根据陀螺仪的输出数据、加速度计校正数据、以及预存的标定模型，确定陀螺仪的标定参数，陀螺仪的标定参数的确定以加速度计校正数据作为参考值，提高了陀螺仪的标定参数的准确性。
51.实施例三：图3是本申请实施例示出的惯性测量单元标定方法的另一流程示意图。
52.参见图3，本申请实施例还提供一种惯性测量单元标定方法，应用于车载智能设备，包括：在步骤301中，获取并上传惯性测量单元中加速度计的输出数据和惯性测量单元的陀螺仪的输出数据至服务器。
53.在一实施例中，车辆载有包括惯性测量单元的至少一个车载智能设备，惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，车载智能设备分别获取并上传车辆在不同位姿时静止状态下加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据。该步骤车载智能设备获取并上传加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据至服务器的详细方法步骤可以参见图1和图2的描述，此处不再赘述。
54.在步骤302中，接收服务器下发的加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数分别由服务器根据上传的加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据、以及预存于服务器的标定模型依次确定，其中，标定模型用于计算标定参数，标定参数至少包括如下之一：零偏、刻度因数、安装误差。
55.在一实施例中，服务器接收车辆的至少一个车载智能设备上传的加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据；根据接收的加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据，以及预存的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数；车辆的至少一个车载智能设备接收服务器下发的加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数。该步骤根据加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据、以及预存的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数的详细方法步骤可以参见图1和图2的描述，此处不再赘述。
56.实施例四：与前述应用功能实现方法实施例相对应，本申请还提供了一种车载智能设备、服务器、系统及相应的实施例。
57.图4是本申请实施例示出的车载智能设备的结构示意图。
58.参见图4，一种车载智能设备，该车载智能设备40包括上传单元401、参数接收单元402。
59.上传单元401，用于获取并上传惯性测量单元中加速度计的输出数据和惯性测量
单元的陀螺仪的输出数据至服务器。
60.在一实施例中，车辆载有惯性测量单元，惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，上传单元401分别获取并上传车辆在不同位姿时静止状态下加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据。上传单元401获取并上传加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据至服务器的功能描述可以参见图1和图2的描述，此处不再赘述。
61.参数接收单元402，用于接收服务器下发的加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数分别由服务器根据上传的加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据、以及预存于服务器的标定模型依次确定，其中，标定模型用于计算标定参数，标定参数至少包括如下之一：零偏、刻度因数、安装误差。
62.在一实施例中，服务器接收上传单元401上传的惯性测量单元中加速度计的输出数据和惯性测量单元的陀螺仪的输出数据；根据加速度计的输出数据、陀螺仪的输出数据、以及预存的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数；向车辆的参数接收单元402下发加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数。参数接收单元402接收服务器下发的加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数。服务器根据加速度计的输出数据、陀螺仪的输出数据、以及预存的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数的功能描述可以参见下述图5和图6的描述，此处不再赘述。
63.实施例五：图5是本申请实施例示出的服务器的结构示意图。
64.参见图5，一种服务器，该服务器50包括接收单元501、处理单元502、下发单元503。
65.接收单元501，用于接收至少一个车载智能设备上传的惯性测量单元中加速度计的输出数据和惯性测量单元的陀螺仪的输出数据。
66.在一实施例中，惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，接收单元501接收车辆的至少一个车载智能设备分别获取并上传的车辆在不同位姿时静止状态下加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据。
67.处理单元502，用于根据接收单元501接收的加速度计的输出数据、陀螺仪的输出数据、以及预存的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，其中，标定模型用于计算标定参数，标定参数至少包括如下之一：零偏、刻度因数、安装误差。
68.在一实施例中，惯性测量单元的标定参数包括加速度计和陀螺仪的标定参数，处理单元502确定的加速度计的标定参数可以包括加速度计的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项；处理单元502确定的陀螺仪的标定参数可以包括陀螺仪的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项。
69.在一实施例中，处理单元502可以根据接收单元501接收的加速度计的输出数据、预存的标定模型，确定加速度计的标定参数；处理单元502可以根据接收单元501接收的陀螺仪的输出数据、预存的标定模型，确定陀螺仪的标定参数。
70.下发单元503，用于将处理单元502确定的零偏，和/或刻度因数，和/或安装误差下发至至少一个车载智能设备。
71.在一实施例中，处理单元502确定的加速度计的标定参数包括加速度计的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项；处理单元502确定的陀螺仪的标定参数包括陀螺仪的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项；下发单元503可以将处理单元
502确定的加速度计的标定参数与陀螺仪的标定参数任意组合，将组合后的加速度计的标定参数与陀螺仪的标定参数下发至车辆的至少一个车载智能设备。车载智能设备可以向惯性测量单元发送加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，使得惯性测量单元在定位导航时可以利用加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数分别对加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据进行校正，以提高惯性测量单元定位导航的精度。
72.本申请实施例提供的技术方案，无需特定的标定设备，操作简单便捷；同时应用预存的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，不仅降低了惯性测量单元标定对车载智能设备资源的消耗，提高了惯性测量单元标定的计算处理速度，而且避免了加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数相互之间的干扰，降低了惯性测量单元标定复杂度，减少了惯性测量单元标定的计算量，提高了车载惯性测量单元标定的效率。
73.实施例六：图6是本申请实施例示出的服务器的另一结构示意图。图6相对于图5更详细描述了本申请方案。
74.参见图5，一种服务器，该服务器50包括接收单元501、处理单元502、下发单元503。
75.在一实施例中，下发单元503的功能可以参见图5的描述。
76.在一实施例中，接收单元501，用于接收至少一个车载智能设备上传的车辆在不同位姿时，加速度计分别测得的加速度计输出数据和陀螺仪分别测得的陀螺仪输出数据。
77.在一种具体实施方式中，车辆载有包括惯性测量单元的至少一个车载智能设备，惯性测量单元包括加速度计和陀螺仪，接收单元501接收车载智能设备分别获取并上传的车辆在不同位姿时静止状态下加速度计分别测得的加速度计输出数据和陀螺仪分别测得的陀螺仪输出数据。
78.在一种具体实施方式中，将车辆停于平整路面，转动车辆使其保持不同位姿，不同位姿车辆保持30秒以上的静止状态。车辆可以分别转动不同角度，不同角度包括90度、180度、270度、360度，在车辆转动不同角度的不同位姿下，使车辆处于静止状态，静止状态时间在30秒以上，惯性测量单元至少重复3次采集加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据。
79.在一种具体实施方式中，惯性测量单元的单个采样周期为，惯性测量单元在车辆处于不同位姿时保持静止状态的静置时间内至少获得加速度计测得的n个加速度计输出数据和陀螺仪测得的n个陀螺仪输出数据，n为大于等于50的整数。
80.在一种具体实施方式中，可以将惯性测量单元设置于车辆内的车载智能设备内，也可以设置于车载智能设备外，但都与车载智能设备之间可以进行通信交互。车载智能设备分别获取车辆处于不同位姿时静止状态下加速度计测得的加速度计输出数据和陀螺仪测得的陀螺仪输出数据，将加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据上传，接收单元501上传的接收加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据。
81.在一实施例中，处理单元502包括第一标定子单元5021、校正子单元5022、第二标定子单元5023。
82.在一实施例中，第一标定子单元5021，用于根据接收单元501接收的加速度计的输出数据、预存的标定模型，确定加速度计的标定参数，加速度计标定参数包括加速度计的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项。
83.在一实施例中，校正子单元5022，用于利用第一标定子单元5021确定的加速度计
的标定参数对接收单元501接收的加速度计的输出数据进行校正，获得加速度计校正数据。
84.在一实施例中，第二标定子单元5023，用于根据接收单元501接收的陀螺仪的输出数据、校正子单元5022获得的加速度计校正数据、以及预存的标定模型，确定陀螺仪的标定参数，陀螺仪的标定参数包括陀螺仪的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项。
85.在一实施例中，加速度计和陀螺仪的标定参数分开确定，先确定加速度计的标定参数，再确定陀螺仪的标定参数，从而完成惯性测量单元的标定。
86.在一种具体实施方式中，第一标定子单元5021确定的加速度计的标定参数包括加速度计的零偏、刻度因数和安装误差，加速度计完整的误差模型可以表示为：式中，表示标定后加速度计校正数据，表示加速度计的输出数据，表示加速度计测量噪声，在获取加速度计的输出数据时可以取一个时间段内的平均值，因此，在计算过程忽略不考虑加速度计测量噪声。加速度计的误差模型可以表示为：在一种具体实施方式中，惯性测量单元静态下由于只受重力的影响，加速度计三个轴上的输出数据的归一化值在理论上应等于重力加速度值。因此，预存的用于确定加速度计的标定参数的标定模型可以表示为：式中，是当地的重力加速度，是车辆处于不同位姿静止状态的时刻k的加速度计的输出数据，加速度计的输出数据可以是加速度计输出的加速度，h为加速度计的归一化，是待求解的加速度计的标定参数。
87.第一标定子单元5021比较车辆处于不同位姿时静止状态的加速度计的输出数据的归一化值与重力加速度值，利用levenberg
‑
marquardt算法，将加速度计测得的n个加速度计输出数据的n个归一化值代入标定模型，选取残差最小的一组参数确定为加速度计的标定参数，加速度计的标定参数包括加速度计三个敏感轴的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项。
88.在一实施例中，levenberg
‑
marquardt算法，也称作阻尼最小二乘法，结合了高斯牛顿法和梯度下降法的优点，拟合非线性函数的系数，利用最小二乘法，使得函数的均方误差最小。levenberg
‑
marquardt算法也可认为是采用了信赖域法的高斯牛顿法。
89.在一种具体实施方式中，校正子单元5022可以利用加速度计的误差模型：、第一标定子单元5021确定的加速度计的标定参数对接收单元501接收的加速度计的输出数据进行校正，获得加速度计校正数据。
90.在一种具体实施方式中，第二标定子单元5023确定的陀螺仪的标定参数包括陀螺仪的零偏、刻度因数和安装误差其中的至少一项。第二标定子单元5023可以根据接
收单元501接收的陀螺仪的输出数据、以及预存的用于确定陀螺仪的标定参数的标定模型，采用allan方差计算确定陀螺仪的标定参数的零偏。具体为：在一种具体实施方式中，陀螺仪的输出速率可表示为：式中：、分别为、时刻陀螺仪的输出角度，为、时刻时间间隔，也即是单个采样周期，可以表示为。
91.allan方差可按下式估算：式中：，为采样频率，把n个采样值分成指定长度m的序列号，计算出每串的平均值，，第二标定子单元5023即可计算获得allan方差。
92.在一种具体实施方式中，第二标定子单元5023可以采用计算获得的allan方差，根据以下用于确定陀螺仪的标定参数的零偏的标定模型计算确定陀螺仪三个敏感轴的零偏。
93.在一种具体实施方式中，第二标定子单元5023可以根据接收单元501接收的陀螺仪的输出数据、校正子单元获得的加速度计校正数据、以及预存的用于确定陀螺仪的标定参数的标定模型，采用优化方式计算确定陀螺仪的标定参数的刻度因数和安装误差。具体为：在一种具体实施方式中，第二标定子单元5023由加速度计校正数据得到一个时刻的加速度向量，在陀螺仪测得的n个陀螺仪的输出数据中，通过积分陀螺仪时刻和时刻的陀螺仪的输出数据得到时刻的重力向量，陀螺仪的输出数据可以是陀螺仪输出的角速度，定义运算符，则：式中可以是通过积分输入角速度来计算最终方向的任何积分算法。
94.陀螺仪任意转动，积分得到的角度和加速度计校正数据求得的角度比较，得到用于确定陀螺仪的标定参数的刻度因数和安装误差的标定模型：
式中表示标定后陀螺仪校正数据，表示陀螺仪的输出数据，表示陀螺仪的零偏，表示陀螺仪的刻度因数，表示陀螺仪的安装误差，是由加速度计校正数据得到的时刻的实际的重力向量。利用levenberg
‑
marquardt算法，将n个不同的加速度计校正数据得到的实际的重力向量和通过积分陀螺仪测得的n个不同的陀螺仪输出数据得到的重力向量代入标定模型，第二标定子单元5023选取残差最小的一组参数确定为陀螺仪的三个敏感轴的刻度因数和安装误差。
95.本申请实施例提供的技术方案，无需特定的标定设备，操作简单便捷；同时应用预存的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，不仅降低了惯性测量单元标定对车载智能设备资源的消耗，提高了惯性测量单元标定的计算处理速度，而且避免了加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数相互之间的干扰，降低了惯性测量单元标定复杂度，减少了惯性测量单元标定的计算量，提高了车载惯性测量单元标定的效率。
96.进一步的，本申请实施例提供的技术方案，利用加速度计的标定参数对接收的加速度计的输出数据进行校正，获得加速度计校正数据；根据接收的陀螺仪的输出数据、加速度计校正数据、以及预存的标定模型，确定陀螺仪的标定参数，陀螺仪的标定参数的确定以加速度计校正数据作为参考值，提高了陀螺仪的标定参数的准确性。
97.实施例七：图7是本申请实施例示出的惯性测量单元标定系统的结构示意图。
98.参见图7，一种惯性测量单元标定系统，包括车载智能设备40和服务器50；车载智能设备40，用于获取并上传惯性测量单元中加速度计的输出数据和惯性测量单元的陀螺仪的输出数据至服务器50，接收服务器50下发的加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数。
99.在一实施例中，车辆的至少一个车载智能设备40获取并上传惯性测量单元中加速度计的输出数据和惯性测量单元中陀螺仪的输出数据至服务器50的功能描述可以参见图1和图2的描述，此处不再赘述。
100.服务器50，用于接收车载智能设备40上传的惯性测量单元中加速度计的输出数据和惯性测量单元的陀螺仪的输出数据；根据接收的加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据、以及预存的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数，其中，标定模型用于计算标定参数，标定参数包括：零偏、刻度因数、安装误差其中的至少一项；将加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数下发至车载智能设备40。
101.在一实施例中，服务器50根据接收的车载智能设备40上传的加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据、预存于服务器的标定模型，依次确定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数；将加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数下发至车辆的至少一个车载智能设备40。服务器50根据加速度计的输出数据和陀螺仪的输出数据、预存的标定模型，依次确
定加速度计的标定参数和陀螺仪的标定参数的功能描述可以参见上述图5和图6的描述，此处不再赘述。
102.图8是本申请实施例示出的电子设备的结构示意图。
103.参见图8，电子设备80包括存储器801和处理器802。
104.处理器802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
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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。
105.存储器801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802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801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801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
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rom，双层dvd
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rom）、只读蓝光光盘、超密度光盘、闪存卡（例如sd卡、min sd卡、micro
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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。
106.存储器801上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器802处理时，可以使处理器802执行上文述及的方法中的部分或全部。
107.上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
108.此外，根据本申请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申请的上述方法中部分或全部步骤的计算机程序代码指令。
109.或者，本申请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），当所述可执行代码（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，使所述处理器执行根据本申请的上述方法的各个步骤的部分或全部。
110.本领域技术人员还将明白的是，结合这里的申请所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。
111.附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
112.以上已经描述了本申请的各实施例，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。