[發明專利]陀螺與磁傳感器聯合標定方法

在審

• 申請號: 201510901523.8
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN105547326A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 武元新;劉佩林;郁文賢
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，具體而言，涉及一種陀螺與磁傳感器的聯合標定 方法。

背景技術

陀螺和磁傳感器(后者又名磁力儀、磁強計)經常用于姿態確定或科學測量領 域。陀螺敏感載體的角速度，磁力儀敏感環境磁場。當磁力儀處于鐵磁材料附近時， 磁力儀周圍的磁場受到扭曲，不能正確測量出磁場強度。磁場干擾可分為硬磁效應 和軟磁效應兩種。硬磁效應是由永磁鐵或電流產生的加性磁干擾，而軟磁效應由軟 磁材料誘導產生，處于背景磁場中的軟磁材料會誘導產生出自身的磁場，并對背景 磁場的強度和方向產生扭曲。除此之外，因制造工藝不完善，磁力儀還存在標度因 數、敏感軸交叉耦合和偏置等誤差，因此，在使用磁力儀之前，必須對以上誤差進 行標校。這里所說的標定是指磁力儀內部標定。

當磁力儀與陀螺一起使用時，還必須進行磁力儀外部標定，即需要標定磁力儀 與陀螺之間的坐標系失準角。軟磁效應不僅會引起磁力儀內部參數的變化，也會導 致磁力儀與陀螺的坐標系失準角發生改變。因此，在使用之前，需要進行磁力儀內 部標定以及磁力儀與其他傳感器間的坐標系失準角標定。常用的磁力儀標定方法利 用了當地的磁場強度與磁力儀姿態無關這樣一個事實，優點是不需要外部輔助設備， 缺點是不能標定磁力儀與其他傳感器的坐標系失準角。另一方面，低成本陀螺(如 MEMS陀螺)的零偏誤差較大，而且每次使用時都有所變化，如果不做補償直接使用 陀螺測量值，將影響磁力儀與陀螺的坐標系失準角標定效果。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種解決上述技術問題的陀螺與 磁傳感器聯合標定方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種陀螺與磁傳感器聯合標定方法，包括 如下步驟：

步驟1，獲得磁傳感器與陀螺的關聯測量模型，在所述關聯測量模型中包括標 定參數；

步驟2，采用基于所述標定參數的約束非線性最小二乘估計得到所述標定參數 的確定值。

優選地，所述標定參數包括坐標系失準角和陀螺零偏。

優選地，所述關聯測量模型為：

mm(tk+1)-mm(tk)=∫tktk+1(mm(t)×)Cbm(ωibb(t)-ϵ)dt=[∫tktk+1ωibbT(t)⊗(mm(t)×)dt-∫tktk+1(mm(t)×)dt]vec(Cbm)Cbmϵ]]>