组合导航的参数初始化方法、装置、设备及产品与流程

1.本公开实施例涉及导航技术领域，尤其涉及一种组合导航的参数初始化方法、装置、设备及产品。


背景技术：

2.在一些场景，比如驾车场景中，可以将手机等移动终端设备固定在车辆的某个位置上，通过移动终端设备上的惯性测量单元和卫星定位系统输出的导航数据，采用卡尔曼滤波算法进行组合导航。
3.在卡尔曼滤波算法中，一般将移动终端设备的陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂等参数作为被估计状态的一部分。但是在卡尔曼滤波算法的初始化阶段，终端设备的陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂等参数是未知的，此时，一般将陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂等参数的初始值设置为0或者预设值。然而将陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂等参数的初始值设置为0或者预设值，会导致初始值与实际值偏差较大，进而导致滤波的收敛速度慢，甚至滤波发散的问题。因而，如何对组合导航的参数初始化，提高滤波收敛速度，是需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种组合导航的参数初始化方法、装置、设备及产品。
5.本公开实施例的第一方面提供了一种组合导航的参数初始化方法，包括：
6.获取移动终端设备的历史导航数据，所述历史导航数据中包括所述移动终端设备上的滤波模型在历史组合导航过程中估计得到的如下数据：陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、所述移动终端设备的第一安装角和第一杆臂；
7.将所述第一零偏、所述第二零偏、所述第一安装角和所述第一杆臂中的至少一个参数作为所述滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对所述滤波模型进行初始化；
8.其中，所述第一杆臂是指在所述历史组合导航过程中所述移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量。
9.本公开实施例的第二方面提供了一种组合导航的参数初始化装置，包括：
10.获取模块，用于获取移动终端设备的历史导航数据，所述历史导航数据中包括所述移动终端设备上的滤波模型在历史组合导航过程中估计得到的如下数据：陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、所述移动终端设备的第一安装角和第一杆臂；
11.初始化模块，用于将所述第一零偏、所述第二零偏、所述第一安装角和所述第一杆臂中的至少一个参数作为所述滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对所述滤波模型进行初始化；其中，所述第一杆臂是指在所述历史组合导航过程中所述移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量。
12.本公开实施例的第三方面提供了一种移动终端设备，包括存储器和处理器，其中，
所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，可以实现上述第一方面的方法。
13.本公开实施例的第四方面提供了一种计算机程序产品，该程序产品存储在存储介质中，当该程序产品被运行时，可以实现上述第一方面的方法。
14.本公开实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质种存储有计算机程序，当该计算机程序被执行时，可以实现上述第一方面所述的方法。
15.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
16.本公开实施例，通过获取移动终端设备的历史导航数据，并使用历史导航数据中移动终端设备上的滤波模型在组合导航过程中，估计得到的陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、移动终端设备的第一安装角和第一杆臂，对滤波模型中对应估计变量的参数进行初始化，由于历史导航数据中滤波模型估计的陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、移动终端设备的第一安装角和第一杆臂相比于预设值更接近实际值，因此可以有效减少因初始化参数误差过大造成的滤波发散或收敛速度慢的问题，从而提高组合导航的准确性。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
18.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本公开实施例提供的一种组合导航示意图；
20.图2为本公开实施例提供的组合导航的参数初始化方法流程图；
21.图3为本公开实施例提供的历史导航数据更新流程图；
22.图4为本公开又一实施例提供的历史导航数据更新流程图；
23.图5为本公开实施例提供的确定估计参数可信度的流程图；
24.图6为本公开又一实施例提供的历史导航数据更新流程图；
25.图7为本公开实施例提供的组合导航的参数初始化装置的结构示意图；
26.图8是本公开实施例中的一种移动终端设备的结构示意图。
具体实施方式
27.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.为了更方便理解本公开的技术方案，下面介绍本公开实施例涉及的部分技术名词。
30.全球卫星导航系统(global navigation satellite system，简称gnss)，是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。
31.惯性测量单元(inertial measurement unit，简称imu)，用于测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度，陀螺仪和加速度计是imu的主要元件。
32.组合导航，是指综合多种导航系统的信息进行优化处理，输出综合导航结果的技术。
33.安装角，是在组合导航中，表示imu在车辆坐标系下的位置和姿态，也可以理解为搭载imu的移动终端设备在车辆坐标系下的位置和姿态。
34.杆臂，是在组合导航中，由imu指向车辆后轮轴的中心点的向量，或者也可以理解为搭载imu的移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量。
35.现有技术中通常使用惯性导航系统和卫星导航系统进行组合导航。在一些场景，比如驾车场景中，可以将手机等移动终端设备固定在车辆的某个位置上进行车载组合导航。图1为本公开实施例提供的一种组合导航示意图，参照图1，在移动终端设备开启组合导航后，移动终端设备持续将惯性导航系统101和接收到卫星导航系统102输出的导航参数输入卡尔曼滤波器103，由卡尔曼滤波器103输出组合导航结果104。其中，惯性导航系统101即是利用imu构建的系统。
36.在卡尔曼滤波算法中，一般将移动终端设备的陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂等参数作为被估计状态的一部分。因此卡尔曼滤波器103在输出组合导航结果104的同时，还会持续根据输入的导航参数对陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂等参数的取值进行迭代，直到卡尔曼滤波器103收敛。由于在初始化阶段，移动终端设备的陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂等参数是未知的，因此在组合导航开启时，会将卡尔曼滤波器103中陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂等参数的初始值设置为0或者预设值。而将陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂等参数的初始值设置为0或者预设值，会导致初始值与实际值偏差较大，让卡尔曼滤波器103产生收敛速度慢，甚至滤波发散的问题。针对该问题，本公开实施例提供了一种组合导航的参数初始化方法。
37.图2为本公开实施例提供的组合导航的参数初始化方法流程图。该方法可以由一种移动终端设备执行，其中，移动终端设备可以理解为诸如手机、平板电脑等具有导航能力和数据处理能力的设备。如图2所示，该方法包括：
38.s210、获取移动终端设备的历史导航数据，历史导航数据中包括移动终端设备上的滤波模型在历史组合导航过程中估计得到的如下数据：陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、移动终端设备的第一安装角和第一杆臂。
39.其中，第一杆臂是指在历史组合导航过程中移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量。
40.本公开实施例中的第一杆臂是由滤波模型在历史组合导航过程中估计的值。
41.移动终端设备在使用惯性导航系统和卫星导航系统进行组合导航时，卫星导航系统的导航数据通过接收gnss信号获得，而惯性导航系统的导航数据则由自身的imu提供。因此在移动终端设备固定在车辆的某个位置上进行车载组合导航的场景下，陀螺仪的零偏、加速度计的零偏、移动终端设备的安装角和杆臂距离真实值的误差越小，滤波模型(比如，
卡尔曼滤波模型)收敛速度越快，导航结果越准确。
42.在实际应用中，由于移动终端设备的陀螺仪的零偏和加速度计的零偏未做严格的出厂矫正，而移动终端设备的安装角和杆臂也不可能在每次进行导航时都进行手动校正，因此相关技术在初始化阶段，将陀螺仪的零偏、加速度计的零偏、安装角和杆臂设置为预设值，让滤波模型根据持续输入的导航数据对预设值进行迭代更新，直到滤波模型收敛后则可以得到一个接近实际值的估计值。
43.因为滤波模型收敛得到的估计值更接近实际值，并且两次导航期间移动终端设备的陀螺仪零偏和加速度计零偏基本保持不变，并且对于某个用户来说，用户一般会习惯性的将可移动设备放在车辆的某个固定的位置上进行导航，因此，在这种情况下，移动终端设备的安装角和杆臂也可以采用历史导航数据中的安装角和杆臂，因此，本公开实施例可以从历史导航数据中获取陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂中的至少一个作为滤波模型中相应估计变量的初始化参数。进而缩小至少部分参数与真实值之间的差异，从而提高滤波模型的收敛速度。
44.当用户在移动终端设备上开启导航时，移动终端设备获取自身的历史导航数据，其中包括滤波模型在历史组合导航过程中估计得到的陀螺仪的零偏(以下简称第一零偏)、加速度计的零偏(以下简称第二零偏)、移动终端设备的安装角(以下简称第一安装角)和杆臂(以下简称第一杆臂)，以便后续通过滤波模型在历史组合导航过程中的上述历史数据对滤波模型的参数进行初始化。
45.s220、将第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂中的至少一个参数作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对滤波模型进行初始化。
46.移动终端设备利用历史导航数据中的第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂中的至少一个，作为此次导航滤波模型中相应估计变量对应的初始化参数，比如、将第二零偏作为加速度计零偏对应的估计变量的初始化参数、将第一零偏作为陀螺仪零偏对应的估计变量的初始化参数，将第一杆臂作为杆臂对应的估计变量的初始化参数或者将第一安装角作为安装角对应的估计变量的初始化参数。
47.在一种可行的实施方式中，历史导航数据还包括加速度计在历史组合导航过程中测量得到的重力方向向量，以下简称第一重力方向向量。
48.具体的，在使用历史导航数据作为滤波模型中相应估计变量的初始化参数时，本公开实施例示例性的提供了如下几个初始化策略。
49.策略s221、响应于第一重力方向向量与加速度计当前测得的第二重力方向向量之间的夹角大于预设夹角，将第一零偏和第二零偏作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对滤波模型进行初始化。
50.因为第一重力方向向量是移动终端设备的加速度计在历史组合导航过程中测量得到的，所以在加速度计当前测得的第二重力方向向量与第一重力方向向量之间的夹角大于预设夹角时，则认为用户当前放置移动终端设备的位姿，与历史组合导航过程中放置移动终端设备的位姿差异较大。因为位姿改变较大，所以当前组合导航过程中，移动终端设备的安装角和杆臂与第一安装角和第一杆臂差异较大。
51.而陀螺仪的零偏和加速度计的零偏主要与移动终端设备的硬件相关，因此在移动终端设备或移动终端设备的陀螺仪和加速度计未更换的情况下，每次上电时陀螺仪和加速
度计的零偏大致保持不变，相较于陀螺仪零偏和加速度计零偏对应的预设值，历史导航数据中的第一零偏和第二零偏显然更接近陀螺仪和加速度计实际的零偏，所以将第一零偏和第二零偏作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对滤波模型进行初始化，从而让当前组合导航中，滤波模型中的陀螺仪零偏和加速度计零偏对应的初始化参数更接近实际值，使得滤波模型的收敛速度更快。
52.在这种情况下，可选的，还可以进一步执行策略s2211。
53.s2211、将滤波模型中对应于安装角的估计变量和对应于杆臂的估计变量初始化为预设值。
54.当在此次导航中，加速度计当前测得的第二重力方向向量与第一重力方向向量之间的夹角大于预设夹角时，可以认为移动终端设备当前的安装角与第一安装角、当前的杆臂与第一杆臂差异较大，此时可以选择将滤波模型中对应于安装角的估计变量和对应于杆臂的估计变量初始化为预设值。
55.策略s222、响应于第一重力方向向量与加速度计当前测得的第二重力方向向量之间的夹角小于或等于预设夹角，将第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对滤波模型进行初始化。
56.在加速度计当前测得的第二重力方向向量与第一重力方向向量之间的夹角小于预设夹角时，用户当前放置移动终端设备的位姿，相较于历史组合导航过程中放置移动终端设备的位姿基本不变，因此当前组合导航过程中，移动终端设备的安装角和杆臂与第一安装角和第一杆臂差异较小。移动终端设备则将第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂均作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，以此初始化滤波模型，从而让当前组合导航中，滤波模型中的陀螺仪零偏、加速度计零偏、安装角和杆臂对应的初始化参数更接近实际值，由此可以让当前组合导航中滤波模型的收敛速度更加快速。
57.本公开实施例通过获取移动终端设备的历史导航数据，并使用历史导航数据中移动终端设备上的滤波模型在组合导航过程中，估计得到的陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、移动终端设备的第一安装角和第一杆臂，对滤波模型中对应估计变量的参数进行初始化，由于历史导航数据中滤波模型估计的陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、移动终端设备的第一安装角和第一杆臂更接近实际值，因此可以有效减少因初始化参数误差过大造成的滤波发散或收敛速度慢的问题，从而提高组合导航的准确性。
58.图3为本公开实施例提供的历史导航数据更新流程图。参照图3，在将第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂中的至少一个参数作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对滤波模型在当前导航中的参数进行初始化之后，该方法还包括：
59.s310、获取滤波模型在收敛后估计得到的陀螺仪的第三零偏、加速度计的第四零偏、移动终端设备的第二安装角和第二杆臂。
60.其中，第二杆臂是指在当前导航过程中移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量。
61.本公开实施例中的第二杆臂是由滤波模型在当前组合导航过程中估计的值。
62.滤波模型收敛后，滤波模型中的参数趋于稳定，即陀螺仪零偏对应的估计变量、加速度计零偏对应的估计变量、安装角对应的估计变量以及杆臂对应的估计变量不再改变。
63.因此可以获取滤波模型在收敛后估计得到的陀螺仪的第三零偏、加速度计的第四
零偏、移动终端设备的第二安装角和第二杆臂，用以更新历史导航数据。
64.s320、基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中的至少一个参数，更新历史导航数据。
65.移动终端设备使用滤波模型在收敛后估计得到的参数更新历史导航数据中对应的参数。例如，可选择第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中可信的参数更新历史导航数据中对应的参数。
66.在一些实施例中，基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中的至少一个参数更新历史导航数据，可以示例性的包括如下两种可行的实施方式。
67.图4为本公开又一实施例提供的历史导航数据更新流程图。参照图4，在一种可行的实时方式中，基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中的至少一个参数，更新历史导航数据，包括：
68.s410、分别计算第三零偏与第一零偏的第一差异程度、第二零偏与第四零偏的第二差异程度、第二安装角与第一安装角的第三差异程度，以及第二杆臂与第一杆臂的第四差异程度。
69.针对陀螺仪零偏、加速度计零偏、移动终端设备的安装角和杆臂，分别计算历史导航数据与当前组合导航中模型收敛后估计数据之间的差异程度，即第三零偏与第一零偏的第一差异程度、第二零偏与第四零偏第二差异程度、第二安装角与第一安装角的第三差异程度、第二杆臂与第一杆臂的第四差异程度。
70.例如，可以计算第三零偏与第一零偏的第一差值作为第一差异程度，计算第二零偏与第四零偏的第二差值作为第二差异程度，计算第二安装角与第一安装角的第三差值作为第三差异程度，计算第二杆臂与第一杆臂的第四差值作为第四差异程度。或者计算第一差值与第一固定值的比值，将该比值作为第一差异程度，以此类推，计算第二差值与第二固定值的比值作为第二差异程度，计算第三差值与第三固定值的比值作为第三差异程度，计算第四差值与第四固定值的比值作为第四差异程度。
71.s420、基于第三零偏与第一零偏的第一差异程度、第二零偏与第四零偏第二差异程度、第二安装角与第一安装角的第三差异程度，以及第二杆臂与第一杆臂的第四差异程度，确定第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂的可信度。
72.本公开实施例通过第三零偏与第一零偏的第一差异程度、第二零偏与第四零偏第二差异程度、第二安装角与第一安装角的第三差异程度，以及第二杆臂与第一杆臂的第四差异程度，确定第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂的可信度，以可信度为依据来确定应该如何选择第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂来更新历史导航数据中对应的参数。
73.图5为本公开实施例提供的确定估计参数可信度的流程图。参照图5，在一种可行的实时方式中，基于第三零偏与第一零偏的第一差异程度、第二零偏与第四零偏第二差异程度、第二安装角与第一安装角的第三差异程度，以及第二杆臂与第一杆臂的第四差异程度，确定第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂的可信度，包括：
74.s421、响应于第一差异程度小于或等于第一差异阈值，则第三零偏可信度高于预设置信度。
75.若第一差异程度不大于第一差异阈值，则可确定当前组合导航过程中滤波模型收
敛后估计的陀螺仪零偏，与历史导航数据中滤波模型收敛后估计的陀螺仪零偏相近，即可确定第三零偏可信度高于预设置信度。
76.s422、响应于第二差异程度小于或等于第二差异阈值，则第四零偏可信度高于预设置信度。
77.若第二差异程度不大于第二差异阈值，则可确定当前组合导航过程中滤波模型收敛后估计的加速度计零偏，与历史导航数据中滤波模型收敛后估计的加速度计零偏相近，即可确定第四零偏可信度高于预设置信度。
78.s423、响应于第三差异程度小于或等于第三差异阈值，则第二安装角可信度高于预设置信度。
79.若第三差异程度不大于第三差异阈值，则可确定当前组合导航过程中滤波模型收敛后估计的移动终端设备安装角，与历史导航数据中滤波模型收敛后估计的移动终端设备安装角相近，即可确定第二安装角可信度高于预设置信度。
80.s424、响应于第四差异程度小于或等于第四差异阈值，则第二杆臂可信度高于预设置信度。
81.若第四差异程度不大于第四差异阈值，则可确定当前组合导航过程中滤波模型收敛后估计的移动终端设备的杆臂，与历史导航数据中滤波模型收敛后估计的移动终端设备的杆臂相近，即可确定第四杆臂可信度高于预设置信度。
82.本公开实施例通过计算当前组合导航过程中滤波模型收敛后估计变量的取值与历史导航数据中对应参数的差异，然后确定双方差异是否大于相应的阈值，进而可以详细的确定当前组合导航过程中，滤波模型收敛后估计的陀螺仪零偏、加速度计零偏、移动终端设备的安装角和杆臂是否可信。
83.s430、基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中可信度高于预设置信度的参数，更新历史导航数据。
84.移动终端设备使用第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中，高于预设置信度的参数，更新历史导航数据中对应的参数，并保存更新后的历史导航数据。
85.例如，当只有第三零偏的可信度高于预设置信度时，则将历史导航数据中的第一零偏更新为第三零偏，历史导航数据中的第二零偏、第一安装角和第一杆臂则不进行更新。
86.当第三零偏和第二杆臂的可信度高于预设置信度时，则将历史导航数据中的第一零偏更新为第三零偏、将第一杆臂更新为第二杆臂，历史导航数据中的第二零偏和第一安装角则不进行更新。
87.当第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂的可信度均高于预设置信度时，则将历史导航数据中的第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂更新为第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂，以此类推，此处不作赘述。
88.本公开实施例通过确定第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂的可信度，然后用其中高于预设置信度的参数更新历史导航数据，以避免将历史导航数据中的参数更新为不可信的参数。
89.图6为本公开又一实施例提供的历史导航数据更新流程图。参照图6，在一种可行的实施方式中，基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中的至少一个参数，更新历史导航数据，包括：
90.s610、获取滤波模型在本次导航中的收敛时间，其中收敛时间是指滤波模型从初始化到收敛所用的时间。
91.s620、响应于收敛时间小于或等于预设时长，确定第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂的可信度高于预设置信度。
92.当滤波模型在本次导航中的收敛时间小于或等于预设时长时，则表示滤波模型的收敛时间较为正常，相应的，滤波模型估计的参数也会较为准确，本次组合导航的质量较高，因此从整体上确定第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂的可信度均高于预设置信度。
93.s630、基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂，更新历史导航数据。
94.通过滤波模型在本次导航中的收敛时间从整体上确定第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂的可信度高于预设置信度后，将历史导航数据中的第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂更新为第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂。
95.本公开实施例通过比较滤波模型在本次导航中的收敛时间是否小于或等于预设时长，从而快速从整体上确定滤波模型收敛后估计的陀螺仪零偏、加速度计零偏、移动终端设备的安装角和杆臂是否可信，进而确定是否用其更新历史导航数据中对应的参数。
96.此外，还可以通过本次组合导航过程中的偏航次数和偏航距离来确定滤波模型收敛后估计的参数是否可信，因为滤波模型收敛后估计的参数越准确，组合导航过程中滤波模型输出的组合导航结果也会越准确，所以当本次组合导航过程中的偏航次数较多和/或偏航距离较大时，则表示本次组合导航过程中滤波模型输出的组合导航结果不准，相应的，此次导航滤波模型收敛后估计的参数可信度较低。
97.图7为本公开实施例提供的组合导航的参数初始化装置的结构示意图。该组合导航的参数初始化装置可以是如上实施例的移动终端设备或者移动终端设备中的部件或组件。本公开实施例提供的组合导航的参数初始化装置可以执行组合导航的参数初始化方法实施例提供的处理流程，如图7所示，该组合导航的参数初始化装置700包括：
98.获取模块701，用于获取移动终端设备的历史导航数据，历史导航数据中包括移动终端设备上的滤波模型在历史组合导航过程中估计得到的如下数据：陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、移动终端设备的第一安装角和第一杆臂；
99.初始化模块702，用于将所述第一零偏、所述第二零偏、所述第一安装角和所述第一杆臂中的至少一个参数作为所述滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对所述滤波模型进行初始化；其中，第一杆臂是指在历史组合导航过程中移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量。
100.在一些实施例中，历史导航数据还包括加速度计在历史组合导航过程中测量得到的第一重力方向向量；
101.初始化模块702在将第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂中的至少一个参数作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对滤波模型进行初始化时，具体用于响应于第一重力方向向量与加速度计当前测得的第二重力方向向量之间的夹角大于预设夹角，将第一零偏和第二零偏作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对滤波模型进行初始化；响应于第一重力方向向量与加速度计当前测得的第二重力方向向量之间的夹角小于或等于预设夹角，将第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂作为滤波模型中对应估计变
量的初始化参数，对滤波模型进行初始化。
102.在一些实施例中，初始化模块702还用于响应于第一重力方向向量与加速度计当前测得的第二重力方向向量之间的夹角大于预设夹角，将滤波模型中对应于安装角的估计变量和对应于杆臂的估计变量初始化为预设值。
103.在一些实施例中，该组合导航的参数初始化装置还包括更新模块703，在将第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂中的至少一个参数作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对滤波模型在当前导航中的参数进行初始化之后，用于获取滤波模型在收敛后估计得到的陀螺仪的第三零偏、加速度计的第四零偏、移动终端设备的第二安装角和第二杆臂，第二杆臂是指在当前导航过程中移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量；基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中的至少一个参数，更新历史导航数据。
104.在一些实施例中，更新模块703在基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中的至少一个参数，更新历史导航数据时，具体用于分别计算第三零偏与第一零偏的第一差异程度、第二零偏与第四零偏的第二差异程度、第二安装角与第一安装角的第三差异程度，以及第二杆臂与第一杆臂的第四差异程度；基于第三零偏与第一零偏的第一差异程度、第二零偏与第四零偏第二差异程度、第二安装角与第一安装角的第三差异程度，以及第二杆臂与第一杆臂的第四差异程度，确定第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂的可信度；基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中可信度高于预设置信度的参数，更新历史导航数据。
105.在一些实施例中，更新模块703在基于第三零偏与第一零偏的第一差异程度、第二零偏与第四零偏第二差异程度、第二安装角与第一安装角的第三差异程度，以及第二杆臂与第一杆臂的第四差异程度，确定第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂的可信度时，具体用于响应于第一差异程度小于或等于第一差异阈值，则第三零偏可信度高于预设置信度；响应于第二差异程度小于或等于第二差异阈值，则第四零偏可信度高于预设置信度；响应于第三差异程度小于或等于第三差异阈值，则第二安装角可信度高于预设置信度；响应于第四差异程度小于或等于第四差异阈值，则第二杆臂可信度高于预设置信度。
106.在一些实施例中，更新模块703在基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂中的至少一个参数，更新历史导航数据时，具体用于获取滤波模型在本次导航中的收敛时间，其中收敛时间是指滤波模型从初始化到收敛所用的时间；响应于收敛时间小于或等于预设时长，确定第三零偏、第四零偏、第二安装角以及第二杆臂的可信度高于预设置信度；基于第三零偏、第四零偏、第二安装角和第二杆臂，更新历史导航数据。
107.图7所示实施例的组合导航的参数初始化装置可用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
108.本公开实施例还提供一种移动终端设备，该移动终端设备上搭载有上述实施例中所称的组合导航的参数初始化装置，通过该组合导航的参数初始化装置在移动终端设备上对滤波模型进行初始化，可以提高滤波收敛速度。
109.示例的，图8是本公开实施例中的一种移动终端设备的结构示意图。下面具体参考图8，其示出了适于用来实现本公开实施例中的移动终端设备1400的结构示意图。本公开实施例中的移动终端设备1400可以包括但不限于诸如pad(平板电脑)、手机等具有计算和处理能力的设备。图8示出的移动终端设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使
用范围带来任何限制。
110.如图8所示，移动终端设备1400可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)1401，其可以根据存储在只读存储器(rom)1402中的程序或者从存储装置1408加载到随机访问存储器(ram)1403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 1403中，还存储有移动终端设备1400操作所需的各种程序和数据。处理装置1401、rom 1402以及ram 1403通过总线1404彼此相连。输入/输出(i/o)接口1405也连接至总线1404。
111.通常，以下装置可以连接至i/o接口1405：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置1406；包括例如液晶显示器(lcd)、扬声器、振动器等的输出装置1407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置1408；以及通信装置1409。通信装置1409可以允许移动终端设备1400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图8示出了具有各种装置的移动终端设备1400，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
112.特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置1409从网络上被下载和安装，或者从存储装置1408被安装，或者从rom 1402被安装。在该计算机程序被处理装置1401执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
113.需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、rf(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
114.上述计算机可读介质可以是上述移动终端设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该移动终端设备中。
115.上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被处理装置执行时，使得处理装置：获取移动终端设备的历史导航数据，历史导航数据中包括移动终端设备上的滤波模型在历史组合导航过程中估计得到的如下数据：陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、移动终端设备的第一安装角和第一杆臂；将第一零偏、第二零偏、第
一安装角和第一杆臂中的至少一个参数作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对滤波模型进行初始化。
116.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
117.附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品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，该模块、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，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示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。
118.描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
119.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑设备(cpld)等等。
120.在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
121.本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时可以实现上述图2-图6中任一实施例的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。
122.本公开实施例还提供一种计算机程序产品，所述程序产品存储在存储介质中，当所述程序产品运行时，可以实现图2-图6中任一实施例的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。
123.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
124.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种组合导航的参数初始化方法，其中，包括：获取移动终端设备的历史导航数据，所述历史导航数据中包括所述移动终端设备上的滤波模型在历史组合导航过程中估计得到的如下数据：陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、所述移动终端设备的第一安装角和第一杆臂；将所述第一零偏、所述第二零偏、所述第一安装角和所述第一杆臂中的至少一个参数作为所述滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对所述滤波模型进行初始化；其中，所述第一杆臂是指在所述历史组合导航过程中所述移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述历史导航数据还包括所述加速度计在所述历史组合导航过程中测量得到的第一重力方向向量；所述将所述第一零偏、所述第二零偏、所述第一安装角和所述第一杆臂中的至少一个参数作为所述滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对所述滤波模型进行初始化，包括：响应于所述第一重力方向向量与所述加速度计当前测得的第二重力方向向量之间的夹角大于预设夹角，将所述第一零偏和所述第二零偏作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对所述滤波模型进行初始化；响应于所述第一重力方向向量与所述加速度计当前测得的第二重力方向向量之间的夹角小于或等于所述预设夹角，将所述第一零偏、所述第二零偏、所述第一安装角和所述第一杆臂作为所述滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对所述滤波模型进行初始化。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：响应于所述第一重力方向向量与所述加速度计当前测得的第二重力方向向量之间的夹角大于预设夹角，将所述滤波模型中对应于安装角的估计变量和对应于杆臂的估计变量初始化为预设值。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述将所述第一零偏、所述第二零偏、所述第一安装角和所述第一杆臂中的至少一个参数作为所述滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对所述滤波模型在当前导航中的参数进行初始化之后，所述方法还包括：获取所述滤波模型在收敛后估计得到的所述陀螺仪的第三零偏、所述加速度计的第四零偏、所述移动终端设备的第二安装角和第二杆臂，所述第二杆臂是指在当前导航过程中所述移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量；基于所述第三零偏、所述第四零偏、所述第二安装角和所述第二杆臂中的至少一个参数，更新所述历史导航数据。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于所述第三零偏、所述第四零偏、所述第二安装角和所述第二杆臂中的至少一个参数，更新所述历史导航数据，包括：分别计算所述第三零偏与所述第一零偏的第一差异程度、所述第二零偏与所述第四零偏第二差异程度、所述第二安装角与所述第一安装角的第三差异程度，以及所述第二杆臂与所述第一杆臂的第四差异程度；基于所述第三零偏与所述第一零偏的第一差异程度、所述第二零偏与所述第四零偏第二差异程度、所述第二安装角与所述第一安装角的第三差异程度，以及所述第二杆臂与所述第一杆臂的第四差异程度，确定所述第三零偏、所述第四零偏、所述第二安装角以及所述第二杆臂的可信度；
基于所述第三零偏、所述第四零偏、所述第二安装角和所述第二杆臂中可信度高于预设置信度的参数，更新所述历史导航数据。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基于所述第三零偏与所述第一零偏的第一差异程度、所述第二零偏与所述第四零偏第二差异程度、所述第二安装角与所述第一安装角的第三差异程度，以及所述第二杆臂与所述第一杆臂的第四差异程度，确定所述第三零偏、所述第四零偏、所述第二安装角以及所述第二杆臂的可信度，包括：响应于所述第一差异程度小于或等于第一差异阈值，则所述第三零偏可信度高于预设置信度；响应于所述第二差异程度小于或等于第二差异阈值，则所述第四零偏可信度高于预设置信度；响应于所述第三差异程度小于或等于第三差异阈值，则所述第二安装角可信度高于预设置信度；响应于所述第四差异程度小于或等于第四差异阈值，则所述第二杆臂可信度高于预设置信度。7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于所述第三零偏、所述第四零偏、所述第二安装角和所述第二杆臂中的至少一个参数，更新所述历史导航数据包括：获取所述滤波模型在本次导航中的收敛时间，其中所述收敛时间是指所述滤波模型从初始化到收敛所用的时间；响应于所述收敛时间小于或等于预设时长，确定所述第三零偏、所述第四零偏、所述第二安装角以及所述第二杆臂的可信度高于预设置信度；基于所述第三零偏、所述第四零偏、所述第二安装角和所述第二杆臂，更新所述历史导航数据。8.一种组合导航的参数初始化装置，其中，包括：获取模块，用于获取移动终端设备的历史导航数据，所述历史导航数据中包括所述移动终端设备上的滤波模型在历史组合导航过程中估计得到的如下数据：陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、所述移动终端设备的第一安装角和第一杆臂；初始化模块，用于将所述第一零偏、所述第二零偏、所述第一安装角和所述第一杆臂中的至少一个参数作为所述滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对所述滤波模型进行初始化；其中，所述第一杆臂是指在所述历史组合导航过程中所述移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量。9.一种移动终端设备，其中，包括存储器和处理器，其中，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。10.一种计算机程序产品，其中，该程序产品存储在存储介质中，当该程序产品被运行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本公开实施例涉及一种组合导航的参数初始化方法、装置、设备及产品。该方法包括：获取移动终端设备的历史导航数据，历史导航数据中包括移动终端设备上的滤波模型在历史组合导航过程中估计得到的如下数据：陀螺仪的第一零偏、加速度计的第二零偏、移动终端设备的第一安装角和第一杆臂；将第一零偏、第二零偏、第一安装角和第一杆臂中的至少一个参数作为滤波模型中对应估计变量的初始化参数，对滤波模型进行初始化；其中，第一杆臂为在历史组合导航过程中移动终端设备指向车辆后轮轴的中心点的向量。本公开实施例可以有效减少因初始化参数误差过大造成的滤波发散或收敛速度慢的问题。题。题。


技术研发人员：李洛 张小兵 窦智 杨超群 陈钒
受保护的技术使用者：阿里巴巴（中国）有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/8/5