[發(fā)明專利]加速度計現(xiàn)場標(biāo)定方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210100948.9
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114689901B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧中亮;武成鋒;劉延旭;胡恩文;郭曉云;殷嘉徽;綦航;袁華宇;蘇文舉;趙建民
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué);北京機電工程研究所
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00
• 代理公司: 北京金咨知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11612
• 代理人: 宋教花

1.一種加速度計現(xiàn)場標(biāo)定方法，其特征在于，包括：

根據(jù)無人機所在地的當(dāng)?shù)鼐暥戎岛彤?dāng)?shù)睾０胃叨戎荡_定該無人機的當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?/p>

以及，建立所述無人機的加速度計的誤差模型；所述加速度計的誤差模型如下公式所示：

a^I＝T^aSM^a(a^O+b^a+v^a)

其中，a^I為正交坐標(biāo)系IC下的加速度，a^O為實際加速度計坐標(biāo)系A(chǔ)C下的加速度，為加速度計測量噪聲，假設(shè)服從0均值高斯分布，SM^a為尺度矩陣，和為尺度參數(shù)；b^a為零偏向量；和為零點偏移參數(shù)；α_yz,α_zy,α_zx為非正交軸誤差旋轉(zhuǎn)角度；

根據(jù)預(yù)設(shè)的多準(zhǔn)則的零速區(qū)間檢測方式檢測無人機當(dāng)前是否處于旋轉(zhuǎn)后靜止?fàn)顟B(tài)，若是，則獲取該無人機的加速度計當(dāng)前待標(biāo)定的誤差參數(shù)組的參數(shù)初值；所述誤差參數(shù)組中包含有：所述無人機的慣性傳感器的非正交軸誤差旋轉(zhuǎn)角度、零點偏移和尺度參數(shù)；

基于所述誤差參數(shù)組的參數(shù)初值，對所述誤差參數(shù)組對應(yīng)的慣性傳感器的各項誤差分別進行標(biāo)定，并自動判定對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果是否為已完成狀態(tài)；

其中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的多準(zhǔn)則的零速區(qū)間檢測方式檢測無人機當(dāng)前是否處于旋轉(zhuǎn)后靜止?fàn)顟B(tài)，若是，則獲取該無人機的加速度計當(dāng)前待標(biāo)定的誤差參數(shù)組的參數(shù)初值，包括：獲取無人機當(dāng)前的加速度差分模值和角速度差分模值；

判斷所述加速度差分模值和角速度差分模值是否均小于各自對應(yīng)的閾值，若是，則獲取所述無人機當(dāng)前的加速度方差；

判斷所述加速度方差是否小于對應(yīng)的閾值，若是，則獲取該無人機當(dāng)前的零速區(qū)間檢測結(jié)果；

基于有限狀態(tài)機篩除所述零速區(qū)間檢測結(jié)果中的毛刺數(shù)據(jù)，以得到對應(yīng)的目標(biāo)檢測結(jié)果；

若所述目標(biāo)檢測結(jié)果顯示所述無人機當(dāng)前處于旋轉(zhuǎn)后靜止?fàn)顟B(tài)，則獲取該無人機的加速度計當(dāng)前待標(biāo)定的誤差參數(shù)組的參數(shù)初值；

相對應(yīng)的，所述基于所述誤差參數(shù)組的參數(shù)初值，對所述誤差參數(shù)組對應(yīng)的慣性傳感器的各項誤差分別進行標(biāo)定，包括：

針對信賴域Dogleg算法參數(shù)估計精度與誤差參數(shù)初值設(shè)定相關(guān)，將所述無人機的慣性傳感器的非正交軸誤差旋轉(zhuǎn)角度的初值設(shè)置為0，即α_yz＝α_zy＝α_zx＝0；

對所述加速度計的誤差模型進行簡化處理，并基于對應(yīng)的簡化處理結(jié)果生成所述慣性傳感器的零點偏移的初值；簡化后的加速度計的誤差模型如下述公式所示：

為在相鄰的兩個采樣時刻中的前一采樣時刻的正交坐標(biāo)系IC下的加速度；是在無人機靜止?fàn)顟B(tài)下的前一采樣時刻的正交坐標(biāo)系IC下的加速度；以及，根據(jù)所述當(dāng)?shù)刂亓铀俣壬伤鰬T性傳感器的尺度參數(shù)的初值；

基于所述非正交軸誤差旋轉(zhuǎn)角度的初值、所述零點偏移的初值和所述尺度參數(shù)的初值生成誤差參數(shù)組的參數(shù)初值；

采用所述誤差參數(shù)組的參數(shù)初值對所述非正交軸誤差旋轉(zhuǎn)角度、所述零點偏移及所述尺度參數(shù)分別進行標(biāo)定；

所述采用所述誤差參數(shù)組的參數(shù)初值對所述非正交軸誤差旋轉(zhuǎn)角度、所述零點偏移及所述尺度參數(shù)分別進行標(biāo)定，包括：

獲取所述誤差參數(shù)組的非線性最小二乘回歸擬合優(yōu)化函數(shù)；

基于信賴域Dogleg算法對所述非線性最小二乘回歸擬合優(yōu)化函數(shù)進行優(yōu)化，并基于所述誤差參數(shù)組的參數(shù)初值對優(yōu)化后的非線性最小二乘回歸擬合優(yōu)化函數(shù)進行迭代，以得到所述非正交軸誤差旋轉(zhuǎn)角度、所述零點偏移及所述尺度參數(shù)對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度計現(xiàn)場標(biāo)定方法，其特征在于，所述自動判定對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果是否為已完成狀態(tài)，包括：

基于預(yù)設(shè)的標(biāo)定精度因子，自動判定所述慣性傳感器的各項誤差對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果是否為已完成狀態(tài)。