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龙图腾网获悉同济大学申请的专利一种考虑车辆姿态与IMU安装角度的横纵向加速度补偿方法和计算机程序获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119513465B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411690182.X，技术领域涉及：G06F17/11；该发明授权一种考虑车辆姿态与IMU安装角度的横纵向加速度补偿方法和计算机程序是由吴光强;谭小强;刘思宇;王湛强;刘俊滔;刘凯设计研发完成，并于2024-11-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑车辆姿态与IMU安装角度的横纵向加速度补偿方法和计算机程序在说明书摘要公布了：本发明公开一种考虑车辆姿态与IMU安装角度的横纵向加速度补偿方法，包括：建立基于车载IMU的加速度计误差模型，由IMU设备安装角度与车辆运动姿态剧烈变化引起的测量误差；建立车辆横纵向运动状态空间模型，并基于坐标转换与加速度合成推导出考虑车辆姿态与IMU安装角度的加速度计误差修正模型，并将计算得到的车辆位移与经补偿的加速度数据输入卡尔曼观测器中，精确估计车辆的加速度。本发明的优点是得到更为准确的加速度估计结果，从而提高车辆在紧急工况下的状态感知能力。

本发明授权一种考虑车辆姿态与IMU安装角度的横纵向加速度补偿方法和计算机程序在权利要求书中公布了：1.一种考虑车辆姿态与IMU安装角度的横纵向加速度补偿方法，包括如下的步骤： 步骤S1、建立基于车载IMU的加速度计误差模型，其中由IMU设备安装角度与车辆运动姿态剧烈变化引起的测量误差； 所述IMU设备安装角度与车辆运动姿态剧烈变化引起的测量误差，包括如下： 1IMU安装误差：通过对由IMU设备坐标系到车辆坐标系的转换矩阵进行补偿，如式1所示； 1； 其中：θ为IMU安装俯仰角，ψ为IMU安装偏航角； 进一步得到式2，安装误差的横向、纵向加速度补偿值为、， 2； 其中：、为IMU测得的横、纵向加速度值； 2车辆姿态变化导致的误差； 车辆在实施紧急制动或者转向过程中，此时IMU测得的纵向加速度包含车辆实际纵向加速度的分量与反向重力加速度g的分量，如式3所示： 3； 其中：为车辆俯仰角； IMU测得的横向加速度与实际横向加速度之间的关系，如式4所示： 4； 其中：为车辆侧倾角； 将式2代入式3和式4中，得到基于车载IMU的加速度计误差模型，如式5： 5； 其中：IMU安装俯仰角θ与安装偏航角ψ通过估计IMU与车辆安装角度的算法计算得到，车辆侧倾角与车辆俯仰角由IMU实时采集； 所述估计IMU与车辆安装角度的算法，采用两层结构，第一层的输出作为第二层的输入； 所述第一层，其通过GNSSINS融合获取车辆位置测量值、位置增量和IMU姿态矩阵；第二层，姿态矩阵和位置增量输入导入航位推算模块，获得位置估计值，该位置估计值与测量值之间的差进行卡尔曼滤波，以获得误差状态矩阵，并反馈至航位推算模块，从而得出俯仰角θ和偏航角ψ的估计值； 步骤S2、建立车辆横纵向运动状态空间模型，并基于坐标转换与加速度合成推导出考虑车辆姿态与IMU安装角度的加速度计误差修正模型，并将计算得到的车辆位移与经补偿的加速度数据输入卡尔曼观测器中，精确估计车辆的加速度； 基于卡尔曼滤波器的加速度估计算法，包括如下； 1，建立车辆横纵向运动状态空间模型； 选取车辆的位移与加速度作为观测量，即观测量矩阵； 其中：位移由组合导航仪输出的定位数据计算得到，加速度由IMU加速度计的输出经误差补偿公式5计算得到； 为车辆的位移、速度与加速度，即； 得到车辆横纵向运动状态空间模型为： 6； 7； 式中：为状态转移矩阵，为过程噪声矩阵，为观测矩阵，为观测噪声矩阵； 状态转移矩阵与观测矩阵的值如下： ； 2，卡尔曼滤波器的迭代； 通过不断对上一时刻状态进行迭代来优化当前时刻的状态估计，每次迭代过程归纳如下：状态预测方程、卡尔曼增益方程与状态更新方程； 1状态预测方程：包括状态外插方程与协方差外插方程； 状态外插方程为式6，；其含义为基于当前的状态估计值预测系统下一时刻的状态； 协方差外插方程如式8： 8； 式中：是当前状态估计的协方差矩阵，是过程噪声的协方差矩阵，是下一时刻状态估计的协方差矩阵估计值； 2卡尔曼增益方程： 9； 式中，为卡尔曼增益，为观测噪声的协方差矩阵； 3状态更新方程：包括状态更新方程与状态协方差更新方程； 状态更新方程如式10： 10 式中：是后验状态估计，在下一次迭代过程中，将采用本式计算得到的作为新的； 状态协方差更新方程如式11： 11； 式中：为单位矩阵； 式中：在下一次迭代中作为新的参与计算； 4结果存储：用列向量A存储处理后的加速度； A=12。

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