[發明專利]一種慣性測量單元標定方法及裝置

在審

• 申請號: 202011306343.2
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112577518A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 白立建;李驪
• 申請（專利權）人: 北京華捷艾米科技有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張靜

本申請提供了一種慣性測量單元標定方法及裝置，該方法在視覺慣性跟蹤系統中引入磁力計，確定磁力計誤差模型中的磁力計誤差系數，將確定磁力計誤差系數后得到的磁力計誤差模型，作為磁力計誤差補償模型，并在磁力計誤差補償模型的約束下，確定加速度計誤差模型中的加速度計誤差系數，及基于陀螺約束條件、視覺約束條件及所述磁力計誤差補償模型，確定陀螺誤差模型中的陀螺誤差系數，實現對慣性測量單元中的磁力計、加速度計及陀螺的標定，保證標定的全面性，提高標定的精度。

技術領域

本申請涉及標定技術領域，特別涉及一種慣性測量單元標定方法及裝置。

背景技術

現有視覺跟蹤系統中，一般采用IMU(Inertia Measurement Unit，慣性測量單元)進行信息融合，來提升跟蹤精度和魯棒性。

為了保證采用IMU進行信息融合的準確性，視覺慣性跟蹤系統在初始化過程中會對IMU進行標定。但是目前，一般僅對IMU中陀螺零偏進行估計，導致標定的精度不高。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種慣性測量單元標定方法及裝置，以達到提高標定精度的目的，技術方案如下：

一種慣性測量單元標定方法，包括：

確定磁力計誤差模型中的磁力計誤差系數，將確定所述磁力計誤差系數后得到的磁力計誤差模型，作為磁力計誤差補償模型；

在所述磁力計誤差補償模型的約束下，確定加速度計誤差模型中的加速度計誤差系數，將確定所述加速度誤差系數后得到的加速度計誤差模型，作為加速度計誤差補償模型；

基于陀螺約束條件、視覺約束條件及所述磁力計誤差補償模型，確定陀螺誤差模型中的陀螺誤差系數，將確定所述陀螺誤差系數后得到的陀螺誤差模型，作為陀螺誤差補償模型。

所述在所述磁力計誤差補償模型的約束下，確定加速度計誤差模型中的加速度計誤差系數，包括：

確定重力加速度在導航坐標系下的表示關系式為gⁿ＝[0 0 G]^T，及確定所述重力加速度在載體坐標系下的表示關系式為g^b＝[a_x a_y a_z]^T，gⁿ表示導航坐標系下的重力加速度，G表示重力；

獲取地磁場在所述導航坐標系下的分量，表示為及利用所述磁力計誤差補償模型對所述磁力計在所述載體坐標系下測量的值進行誤差補償后得到的真值

根據加速度計誤差模型及及及姿態角計算關系式得到其中，表示姿態角；

對進行求解，得到加速度計誤差系數a_x0、a_y0、a_z0、K_ax、K_ay、K_az，及四元數q₀、q₁、q₂、q₃。

3、根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

將所述四元數q₀、q₁、q₂、q₃，代入所述姿態角計算關系式得到姿態角。

所述對進行求解，包括：

設定零偏初始值為a_x0＝0、a_y0＝0、a_z0＝0，及標度因子初始值為K_ax＝1、K_ay＝1、K_az＝1；

根據所述加速度計測量的加速度信息及水平姿態角計算關系式計算俯仰角θ及橫滾角γ；