[發明專利]磁力計信息輔助的MEMS陀螺儀標定方法及標定系統有效
| 申請號: | 202110113501.0 | 申請日: | 2021-01-27 |
| 公開(公告)號: | CN112945271B | 公開(公告)日: | 2022-12-06 |
| 發明(設計)人: | 徐祥;孫逸帆;李鳳;陳洋豪 | 申請(專利權)人: | 蘇州大學 |
| 主分類號: | G01C25/00 | 分類號: | G01C25/00 |
| 代理公司: | 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257 | 代理人: | 吳竹慧 |
| 地址: | 215000 江蘇*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 磁力計 信息 輔助 mems 陀螺儀 標定 方法 系統 | ||
本發明公開了一種磁力計信息輔助的MEMS陀螺儀標定方法及標定系統,包括以下步驟:獲取傳感器實時數據,所述傳感器實時數據包括實時陀螺儀數據和磁力計數據,所述實時陀螺儀數據包括運動的陀螺儀數據;對所述磁力計數據進行標定處理,獲得標定后的磁力計數據;標定后的磁力計數據與運動的陀螺儀數據構建方程,利用遞推最小二乘法對參數迭代估計直至數據終止,獲得MEMS陀螺儀的誤差參數的估計值;根據MEMS陀螺儀的誤差參數的估計值對MEMS陀螺儀進行標定處理。其利用標定后的MEMS磁力計數據對MEMS陀螺儀標定,實現了低成本MEMS陀螺儀標定。
技術領域
本發明涉及慣性導航系統技術領域,具體涉及一種磁力計信息輔助的MEMS陀螺儀標定方法及標定系統。
背景技術
為保證慣性導航系統精度,MEMS慣性器件在使用時,必須經過標定處理。對于MEMS陀螺儀標定,傳統方法通常利用高精度轉臺對陀螺儀進行標定。但利用高精度轉臺對MEMS陀螺儀進行標定,存在成本過高等問題。近期,有學者提出利用MEMS加速度計數據作為輔助信息對MEMS磁力計進行標定,但在實際試驗中,MEMS加速度計輸出數據中包括部分外部加速度,外部加速度對標定存在干擾,降低了MEMS陀螺儀的標定精度。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種磁力計信息輔助的MEMS陀螺儀標定方法及標定系統,其利用標定后的MEMS磁力計數據對MEMS陀螺儀標定,實現了低成本MEMS陀螺儀標定。
為了解決上述技術問題,本發明提供了一種磁力計信息輔助的MEMS陀螺儀標定方法,包括以下步驟:
S1、獲取傳感器實時數據,所述傳感器實時數據包括實時陀螺儀數據和磁力計數據,所述實時陀螺儀數據包括運動的陀螺儀數據;
S2、對所述磁力計數據進行標定處理,獲得標定后的磁力計數據;
S3、標定后的磁力計數據與運動的陀螺儀數據構建方程,利用遞推最小二乘法對參數迭代估計直至數據終止,獲得MEMS陀螺儀的誤差參數的估計值;
S4、根據MEMS陀螺儀的誤差參數的估計值對MEMS陀螺儀進行標定處理。
作為優選的,在S1中,所述實時陀螺儀數據還包括靜止的陀螺儀數據;所述S1與S3之間還包括:
根據靜止的MEMS陀螺儀數據,獲得MEMS陀螺儀隨機噪聲的方差大小;
根據MEMS陀螺儀隨機噪聲的方差大小設定遞推最小二乘法初始條件中噪聲協方差矩陣。
作為優選的,所述S1與S3之間還包括:
根據MEMS陀螺儀誤差參數特性設定MEMS陀螺儀誤差參數的理想值。
作為優選的,所述S1與S3之間還包括:
根據經驗值設定誤差協方差矩陣。
作為優選的,所述S3中利用遞推最小二乘法對參數迭代估計直至數據終止,獲得MEMS陀螺儀的誤差參數的估計值,具體包括:
將噪聲協方差矩陣、誤差協方差矩陣和MEMS陀螺儀誤差估計參數的理想值作為遞推最小二乘法方程的迭代初值,利用遞推最小二乘法對MEMS陀螺儀的誤差參數進行估計直至數據終止,獲得MEMS陀螺儀的誤差參數的估計值。
作為優選的,所述S2具體包括;
對獲取的磁力計數據進行標定處理,定義標定磁力計所需參考坐標系:
b代表載體坐標系,其表示捷聯慣性導航系統三軸正交坐標系,其x軸、y軸和z軸分別指向載體的右-前-上;
s代表非正交坐標系,其表示MEMS磁力計三軸非正交坐標系,表示其x軸、y軸和z軸與載體坐標系下的x軸、y軸和z軸存在一定的角度偏差;
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