[發明專利]一種基于遺傳算法的慣性/地磁傳感器標定方法

有效

• 申請號: 201110343444.1
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102506898A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 杜清秀;李文明;弭鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種慣性/地磁傳感器標定方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1：將待標定的包含慣性/地磁傳感器的姿態跟蹤單元置于二軸無磁轉臺的水平轉臺上，啟動所述姿態跟蹤單元；

步驟2：采集各傳感器在二軸無磁轉臺上的靜態數據和動態數據；

步驟3：分離采集得到各傳感器的靜態數據和動態數據；

步驟4：基于分離得到各傳感器的靜態數據和動態數據，對姿態跟蹤單元中的慣性/地磁傳感器進行標定。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述姿態跟蹤單元包含三軸微加速度傳感器、三軸微陀螺儀傳感器和三軸地磁傳感器。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述二軸無磁轉臺包括垂直轉臺、水平轉臺、水平定位孔、垂直轉軸、垂直定位孔和水平轉軸。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2進一步包括：依次采集各傳感器在二軸無磁轉臺上的不同水平定位孔處和不同垂直定位孔處的靜態數據和相鄰兩個水平定位孔之間的動態數據。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3中，通過設置閾值來分離各傳感器的靜態數據和動態數據。

6.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟4進一步包括：

步驟41：基于分離得到三軸微加速度傳感器和三軸地磁傳感器的靜態數據，利用三軸微加速度傳感器和三軸地磁傳感器在任意靜止姿態下的三軸數據模值恒定的原理和遺傳算法標定三軸地磁傳感器和三軸微加速度傳感器的零漂、比例因子、正交參數，得到校正后的三軸地磁傳感器和三軸微加速度傳感器的靜態數據；

步驟42：基于步驟41校正后的三軸地磁傳感器和三軸微加速度傳感器的靜態數據，對三軸地磁傳感器到三軸微加速度傳感器的坐標系的對準矩陣進行標定，并得到經過對準標定后的三軸地磁傳感器和三軸微加速度傳感器的靜態數據；

步驟43：基于步驟3分離得到三軸微陀螺儀傳感器的靜態數據和步驟41中標定后的三軸微加速度傳感器的靜態數據，對三軸微陀螺儀傳感器的零漂進行標定；

步驟44：基于步驟3分離得到三軸微陀螺儀傳感器的動態數據和二軸無磁轉臺提供的旋轉角度，對三軸陀螺儀傳感器的比例因子和正交矩陣進行標定。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟41進一步包括：利用三軸微加速度傳感器和三軸地磁傳感器在任意靜止姿態下的三軸數據模值恒定的原理，建立目標函數，采用遺傳算法對所述目標函數進行數據擬合，以對三軸地磁傳感器和三軸微加速度傳感器的零漂、比例因子、正交參數進行標定。

8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟42進一步包括：利用三軸地磁傳感器和三軸微加速度傳感器的數據叉乘向量的相對旋轉角度與實際的旋轉角度相同的特性，建立目標函數，采用遺傳算法對所述目標函數進行數據擬合，以對三軸地磁傳感器到三軸微加速度傳感器的坐標系的對準矩陣進行標定。

9.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟43進一步包括：利用三軸微陀螺儀傳感器的零漂與自身所受加速度的關聯性建立目標函數，采用遺傳算法對所述目標函數進行數據擬合，以對三軸微陀螺儀傳感器的零漂進行標定。

10.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟44進一步包括：根據三軸微陀螺儀傳感器數據積分確定的相對角度與二軸無磁轉臺的實際旋轉角度之間的誤差模型，建立目標函數，采用遺傳算法對所述目標函數進行求解，以對三軸陀螺儀傳感器的比例因子和正交矩陣進行標定。