[發明專利]無人機MEMS-IMU傳感器全自動標定的方法及系統

有效

• 申請號: 202010826434.2
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112129320B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 徐進;宋勛;丁顯
• 申請（專利權）人: 魯能新能源（集團）有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 卞靜靜

1.無人機MEMS-IMU傳感器全自動標定的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、以室溫作為分界點，將待標定溫度范圍劃分兩個溫度范圍；

S2、在室溫下對MEMS-IMU傳感器進行標定，并獲得室溫標定點下的標校數據；

S3、確定進行標定的溫度區間，對該溫度區間進行標定，具體為：

S30、以當前測量溫度為溫度起點，△T作為相鄰兩次測量的溫度變化值，確定變化后溫度，判斷變化后的溫度是否超出該溫度區間；

S31、若是，完成該溫度區間的標定；

S32、若否，以當前標定點的標校數據去補償并計算MEMS-IMU傳感器在變化后溫度下的數據，判斷補償后的數據是否小于誤差閾值；

S33、若是，進行步驟S30；

若否，以變化后的溫度作為新的標定點進行標定，并獲得該標定點溫度下的標校數據，進行步驟S30；

MEMS-IMU傳感器包括三軸陀螺儀和三軸加速度計，步驟S2中對MEMS-IMU傳感器進行標定具體包括對三軸陀螺儀進行標定和對三軸加速度計進行標定；

對三軸陀螺儀進行標定具體為：

在標定點溫度下，保持MEMS-IMU傳感器靜止，連續采集三軸陀螺儀X軸角速度數據、Y軸角速度數據、Z軸角速度數據各至少100次，而后分別求取對應平均值得陀螺儀的X軸零偏、Y軸零偏、Z軸零偏；

依據X軸零偏、Y軸零偏、Z軸零偏對三軸陀螺儀進行標定，并構成該標定點溫度下三軸陀螺儀的標校數據；

對三軸加速度計進行標定具體為：

建立三軸加速度計的誤差模型Accel，Accel＝M_accel*S_accel*(Accel_imu-Bias_accel)，其中，M_accel為三軸加速計的正交性誤差，S_accel為三軸加速度計的比例因子，Accel_imu為采集的三軸加速度計數據，Bias_accel為三軸加速度計的零偏；

在標定點溫度下，采用六面體校準法，在六個位置下分別連續采集三軸加速度計數據各至少30次，而后分別求取平均值得到三軸加速度計在六個位置下的Accel_imu數據；

將誤差模型Accel進行矩陣計算后令P_accel＝S_accel^-1*M_accel^-1，寫成增廣矩陣，得Accel_imu＝[P_accel|Bias_accel]*AccelI，依據三軸加速度計在六個位置下的數據Accel_imu，求出P_accel的最小二乘解和零偏Bias_accel；其中，

根據M_accel具有保模性得到三軸加速度計的比例因子S_accel；

根據P_accel＝S_accel^-1*M_accel^-1，得正交性誤差M_accel；

依據零偏Bias_accel、比例因子S_accel、正交性誤差M_accel對三軸加速度計進行標定，并構成該標定點溫度下三軸加速度計的標校數據。

2.如權利要求1所述的無人機MEMS-IMU傳感器全自動標定的方法，其特征在于，步驟S32中，判斷補償后的數據是否小于誤差閾值，具體包括判斷三軸陀螺儀補償后的數據是否小于誤差閾值和判斷三軸加速度計補償后的數據是否小于誤差閾值，其中，三軸陀螺儀補償后的數據為三軸陀螺儀三軸的真實角速度，三軸加速度計補償后的數據為重力加速度g在三軸的分量。

3.如權利要求1所述的無人機MEMS-IMU傳感器全自動標定的方法，其特征在于，△T＝1℃。