[發明專利]陀螺儀傳感器的標定設備和方法

有效

• 申請號: 201180053684.6
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN103221788A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: V·庫澤金;N·達瓦斯;A·M·洛克申
• 申請（專利權）人: 阿爾派回放股份有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01P21/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張榮海

1.一種設備，包括：

設備中具有相關存儲器的微處理器；

設備中能夠測量設備三維方位和/或三維運動的至少兩組獨立傳感器，其中至少一個傳感器組在設備運動開始時并未很好地標定；

可以在微處理器內運行的微處理器程序，用于執行以下步驟：

a)以時間點序列t=0,1,…k讀取、存儲并處理來自傳感器的傳感器數據；

b)利用t=0,1,…k時的傳感器數據估算t=k時的設備三維方位；

c)通過使用針對先前時間點t=m,…k，0<=m<=k的傳感器測量值來預測一組上述傳感器在下一個時間點t=(k+1)的值；

d)構建傳感器預測值和傳感器觀測值之間的差異；

e)利用差異來連續地改進確定的上述估算設備三維方位和/或用于標定在設備運動開始時并未很好標定的傳感器組。

2.如權利要求1所述的設備，其中傳感器組包括磁傳感器組和陀螺儀傳感器組。

3.如權利要求2所述的設備，其中陀螺儀傳感器組在設備運動開始時并未很好地標定。

4.如權利要求3所述的設備，其中一種標定陀螺儀傳感器組的方法包括：

在預定的時間段觀測陀螺儀傳感器信號；

通過應用未知陀螺儀標定參數的初估值或其標稱值之一來校正陀螺儀信號；

根據觀測的陀螺儀信號和這些校正的陀螺儀信號來確定該時間段期間感知的設備方位改變；

比較積分時段開始和結束時的磁傳感器數值，通過得出的設備方位改變進行適當校正；然后

通過應用由觀測和標稱的旋轉校正磁場信號之間的差異測量值得出的校正來校正陀螺儀標定參數的初始值。

5.如權利要求4所述的設備，其中僅確定一個標定參數用于所有的陀螺儀信道。

6.如權利要求5所述的設備，其中標定參數是對標稱值的未知陀螺儀增益校正。

7.如權利要求5所述的設備，其中標定參數是對標稱值的未知陀螺儀偏置校正。

8.如權利要求4所述的設備，其中所述時間段結束時的磁場信號和所述時間段開始時磁場矢量的旋轉校正值之間的差異測量值是這兩個矢量的矢量差的矢量范數。

9.如權利要求4所述的設備，其中在相同的時間間隔下，多種可選的旋轉量通過標定時不同的陀螺儀參數假定值來確定。

10.如權利要求4所述的設備，其中在不同的時間間隔下將不同的陀螺儀標定參數值用于旋轉量的確定。

11.如權利要求4所述的設備，其中標定參數通過尋找能夠對算出的觀測和旋轉校正的磁場信號之間的差異測量值得到最小值的這種參數組合來確定。

12.如權利要求2所述的設備，進一步包括通過以下步驟確定設備的旋轉量：

在預定的時間段觀測陀螺儀傳感器信號；

通過應用陀螺儀標定參數來校正陀螺儀信號；

根據觀測的陀螺儀信號和這些校正的陀螺儀信號來確定該時間段期間感知的設備方位改變；

觀測該時間段開始和結束時的磁傳感器信號；

通過應用磁場標定參數來校正磁傳感器信號；

確定該時間段期間跟標定校正的磁傳感器信號的觀測改變相符并且與根據陀螺儀信號確定的旋轉量最接近的設備方位感知改變；然后

將該時間間隔期間的設備旋轉量確定為由陀螺儀傳感器得出的旋轉量以及跟磁傳感器觀測值相符的旋轉量的組合。

13.如權利要求12所述的設備，其中旋轉量接近度的測量值就是由陀螺儀信號積分算出的四元數和提供跟磁傳感器觀測值相符的設備旋轉量的四元數之間的四元數差值的范數。