[發(fā)明專利]一種基于多IMU的誤差自標定方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811060473.5
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109827593B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施壘;杜洪偉;呂韶清
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東星輿科技有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 佛山幫專知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44387
• 代理人: 顏德昊

1.一種基于多IMU的誤差自標定方法，其特征在于，包括

步驟一：將n個IMU根據(jù)同屬性變量平行的原則進行正反面貼片，其中n為偶數(shù)，n＝2、4、6......32，每個IMU的XYZ軸的9軸輸出其中M表示測量值，b表示載體系，i表示IMU編號,ax、ay、az表示加速度計的三軸輸出變量，gx、gy、gz為陀螺儀的三軸輸出變量，mx、my、mz為磁力計的三軸輸出變量，所有IMU信息基于FPGA多SPI口的同步接口同步輸出；

步驟二：根據(jù)IMU誤差簡化模型，IMU含有三類誤差，即零偏誤差、線性誤差和正交誤差，其中加速度計零誤偏差計算公式為

其中bias是零偏誤差量，bias.ax表示加速度計x軸的零偏，bias.ay表示加速度計y軸的零偏，bias.az表示加速度計z軸的零偏，imui表示編號為i的IMU，imui.x表示第i個MIU在坐標系X軸上的坐標值，而imui.y表示第i個MIU在坐標系y軸上的坐標值，imui.z表示第i個MIU在坐標系z軸上的坐標值，i＝1、2、3、4、5……n；

根據(jù)同樣的方式獲取陀螺儀零偏誤差量bias.gx、bias.gy、bias.gz；

根據(jù)同樣的方式獲取磁力計零偏誤差量bias.mx、bias.my、bias.mz；

步驟三：基于統(tǒng)計信息對IMU輸出最大和最小的輸出量進行剔除；

步驟四：對剔除粗差的IMU進行零偏誤差補償，補償方法為在輸出量中直接加上步驟二計算得到的零偏誤差量，加速度計零偏誤差補償輸出值計算方法為，

其中Ax Ay Az表示補償后的加速度輸出值；ax ay az表示IMU輸出的初始測量值，對角線元素表示加速度計的線性誤差，非對角線元素表示正交耦合誤差的簡化補償參數(shù)，對角線參數(shù)b11、b22、b33表示線性度誤差系數(shù)，其他非對角線參數(shù)表示正交耦合誤差系數(shù)；根據(jù)同樣的原理計算角速度補償與磁場強度誤差補償值；

步驟五：對剔除粗差并進行補償后的所有相同性質(zhì)和方向的輸出量求均值，輸出相應(yīng)的加速度、角速度和磁場強度。

2.如權(quán)利要求1所述的基于多IMU的誤差自標定方法，其特征在于，所述IMU的數(shù)量為4個、8個或者32個。

3.如權(quán)利要求1所述的基于多IMU的誤差自標定方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟一時，兩兩IMU之間平行度和垂直度均小于0.2度。

4.如權(quán)利要求1所述的基于多IMU的誤差自標定方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟二時，陀螺儀零偏誤差計算公式為：

其中bias是零偏誤差量，bias.gx表示角速度x軸的零偏，bias.gy表示角速度y軸的零偏，bias.gz表示角速度z軸的零偏，imui表示編號為i的IMU，imui.gx、imui.gy、imui.gz分別表示第i個MIU中的陀螺儀在三軸上的輸出變量，i＝1、2、3、4、5……n。

5.如權(quán)利要求4所述的基于多IMU的誤差自標定方法，其特征在于，所述IMU的數(shù)量為4個、8個或者32個。

6.如權(quán)利要求1所述的基于多IMU的誤差自標定方法，其特征在于，所述n個IMU均為相同型號的IMU。

7.如權(quán)利要求6所述的基于多IMU的誤差自標定方法，其特征在于，所述n個IMU均為同一批次產(chǎn)品。

8.一種存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1或4任意一項所述的方法。