一种IMU自动标定的测试方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种IMU自动标定的测试方法和系统，该方法包括根据用户界面的设定生成标定指令和测试指令，所述标定指令控制转台的工作状态；根据所述工作状态采集所述测试指令中的指定数据；根据所述指定数据调用控制算法计算标定参数及标定误差；根据所述标定参数及标定误差进行误差补偿，并将更新后的标定参数发送给IMU同时输出测试结果；本发明专利技术还公开了与该方法属于同一构思的系统，标定中间过程不需要人员参与，通用性好、自动化水平高，保证了标定与测试的高效率和高精度，同时实现了数据集成管理、在线控制和监测。

A Test Method and System for IMU Automatic Calibration

The invention relates to a test method and system for IMU automatic calibration, which includes generating calibration instructions and test instructions according to user interface settings, controlling the working state of the turntable, collecting specified data in the test instructions according to the working state, calculating calibration parameters and calibration errors according to the specified data call control algorithm, and calculating calibration parameters and calibration errors according to the said working state. The calibration parameters and calibration errors are compensated for, and the updated calibration parameters are sent to IMU to output the test results at the same time. The invention also discloses a system which belongs to the same conception as the method, and the calibration intermediate process does not require human participation, has good versatility and high automation level, ensures the high efficiency and accuracy of calibration and testing, and realizes data integration management. On-line control and monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一种IMU自动标定的测试方法和系统
本专利技术涉及惯性测量单元标定与测试
，尤其涉及一种IMU自动标定的测试方法和系统。
技术介绍
由陀螺仪和加速度计组成的惯性测量单元(IMU)是捷联惯导系统(SINS)的敏感部件，对其标定和测试在SINS的使用中占有重要的地位。IMU标定是惯性导航的前提，标定结果将对导航精度产生直接影响；对IMU的测试可以评价其是否达到设计的性能指标或是否满足系统的使用要求。惯性测量单元标定与测试的传统方法大都采用人工方式，一般使用静态多位置和速率转台测试，这种方法利用多位置对消原理，通过采集惯性器件原始数据解析计算各误差项，受原理的限制，各种误差项存在交叉耦合，另外惯性器件的噪声会污染解析用的原始测量数据，因此导致误差系数的可观测性较弱，实际标定和测试的精度不高，标定过程引入了人为因素影响，过程复杂，周期长，工作量大，效率低下。随着自动化测试技术在惯性导航系统测试中的应用，国内外研制了各种惯性导航自动测试平台，实现了对转台的实时测控、信号采集、数据处理、标定计算、报告显示、打印和存储功能，一定程度上提高了标定与测试的效率和精度，但是功能单一，通用化和智能化程度不高。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种IMU自动标定的测试方法和系统，以IMU整体为标定对象，考虑了惯性传感器轴间不完全正交误差及结构安装误差等因素，对IMU中各惯性传感器的初始零位、标度因数、安装误差系数等参数进行标定，标定中间过程不需要人员参与，通用性好、自动化水平高，减少各类因素干扰，保证了标定与测试的高效率和高精度，解决了现有技术精度不高、过程繁琐、效率低下和部分惯性导航自动测试平台功能单一、通用化和智能化程度不高的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一方面，本专利技术实施例提供了一种IMU自动标定的测试方法，该方法包括根据用户界面的设定生成标定指令和测试指令，所述标定指令控制转台的工作状态；根据所述工作状态采集所述测试指令中的指定数据；根据所述指定数据调用控制算法计算标定参数及标定误差；根据所述标定参数及标定误差进行误差补偿，并将更新后的标定参数发送给IMU同时输出测试结果。基于上述方法的另一个实施例中，根据用户界面的设定生成标定指令和测试指令包括：通过测试端软件的标定程序界面选择标定参数模型；通过测试端选择参照的不同测试标准和规范；通过测试端输入交互信息设置标定任务及测试任务。可选地，所述标定指令控制转台的工作状态包括转台的位置信息和速率信息；所述位置信息包括目标位置和反馈位置，当反馈位置到达目标位置且速率为零，则判定转台到达目标位置且静止；所述速率信息包括目标速率和反馈速率，当反馈速率与目标速率误差在设定的范围内，则判定转台以目标速率稳定运动。可选地，根据所述工作状态采集所述测试指令中的指定数据包括：通过获取转台的所述目标位置和所述目标速率，控制数据采集的开关确保采集到所述测试指令所需的所述指定数据；其中，所述数据采集包括测试端软件的数据采集或IMU内部的数据子系统的数据采集。可选地，通过测试端软件的指令生成窗口将一个或多个所述测试指令生成一个测试指令文件，并完成所述测试端软件对所述测试指令文件的加载。可选地，所述测试端软件顺序读取所述测试指令文件中的指令并进行测试，所述测试指令通过接口设备控制转台的运动或采集所述指定数据并输出数据结果；所述测试端软件的程序设定转台编排，为每个位置信息设定标识符，确保每个位置数据存入数组位置。可选地，根据所述指定数据调用控制算法计算标定参数及标定误差包括：利用测试端软件采集到的多组指定数据，通过智能控制算法进行训练和测试，使得所述标定误差最小化得到所述标定参数和所述标定误差。上述技术方案的有益效果如下：本专利技术实施例公开一种IMU自动标定的测试方法，该方法包括根据用户界面的设定生成标定指令和测试指令，所述标定指令控制转台的工作状态；根据所述工作状态采集所述测试指令中的指定数据；根据所述指定数据调用控制算法计算标定参数及标定误差；根据所述标定参数及标定误差进行误差补偿，并将更新后的标定参数发送给IMU同时输出测试结果。本专利技术实施例解决了现有技术精度不高、过程繁琐、效率低下和部分惯性导航自动测试平台功能单一、通用化和智能化程度不高的问题。基于上述方法的另一个实施例实现了数据集成管理、在线控制和监测，使得标定效率和测量精度大大提高。另一方面，本专利技术实施例提供了一种IMU自动标定的测试系统，该系统包括被测IMU、被测IMU安装的转台系统、测试终端以及运行在测试终端上的测试软件；所述测试软件，用于通过用户界面生成标定指令和测试指令；所述转台系统，用于通过所述标定指令控制转台的工作状态；所述测试终端，用于导入根据所述工作状态采集到的所述测试指令中的指定数据；所述测试软件，还用于根据所述指定数据调用控制算法计算标定参数及标定误差，进行误差补偿并更新所述标定参数后发送给被测IMU，同时输出测试结果。基于上述系统的另一个实施例中，所述测试软件进一步包括智能数据库；所述智能数据库包括用于选择的标定参数模型和用于选择参照的不同测试标准和规范，以及用于存储采集到的指定数据与执行标定任务及测试任务的智能算法及其输出更新后的数据。可选地，所述测试系统还包括接口设备；所述接口设备作为总线，用于所述测试终端分别与所述被测IMU以及所述转台系统的转台控制机柜连接；其中，所述转台系统包括转台控制机柜和转台，用于通过转台控制机柜接收所述标定指令控制转台的工作状态；所述测试终端通过所述接口设备与被测IMU连接用于采集所述指定数据和输出数据结果。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例提供的一种IMU自动标定的测试方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种IMU自动标定的工作流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种IMU自动标定的测试系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。针对目前传统人工标定和测试方法精度不高、过程复杂、周期长、工作量大、效率低下，部分惯性导航自动测试平台功能单一，通用化和智能化程度不高的问题，本专利技术实施例一种IMU自动标定的测试方法，实现了数据自动采集与处理，转台自动控制和整个标定过程自动化实现，采用C语言、MATLAB或LabVIEW等软件开发平台开发标定控制程序，智能数据库作为数据管理工具，OFFICE系统作为记录生成工具，实现测量结果直接由设备传入程序，自动转换计算标定参数，实现标定结果与技术指标自动对比、判定功能，最终按照设定的检测报告模板，输出电子和纸质检测记录。本专利技术实现了数据集成管理、在线控制和监测，使标定效率和测量精度大大提高，解决了传统人工标定和测试方法精度不高、过程繁琐、效率低下和部分惯性导航自动测试平台功能单一、通用化和智能化程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IMU自动标定的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：根据用户界面的设定生成标定指令和测试指令，所述标定指令控制转台的工作状态；根据所述工作状态采集所述测试指令中的指定数据；根据所述指定数据调用控制算法计算标定参数及标定误差；根据所述标定参数及标定误差进行误差补偿，并将更新后的标定参数发送给IMU同时输出测试结果。

【技术特征摘要】
1.一种IMU自动标定的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：根据用户界面的设定生成标定指令和测试指令，所述标定指令控制转台的工作状态；根据所述工作状态采集所述测试指令中的指定数据；根据所述指定数据调用控制算法计算标定参数及标定误差；根据所述标定参数及标定误差进行误差补偿，并将更新后的标定参数发送给IMU同时输出测试结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据用户界面的设定生成标定指令和测试指令包括：通过测试端软件的标定程序界面选择标定参数模型；通过测试端选择参照的不同测试标准和规范；通过测试端输入交互信息设置标定任务及测试任务。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定指令控制转台的工作状态包括转台的位置信息和速率信息；所述位置信息包括目标位置和反馈位置，当反馈位置到达目标位置且速率为零，则判定转台到达目标位置且静止；所述速率信息包括目标速率和反馈速率，当反馈速率与目标速率误差在设定的范围内，则判定转台以目标速率稳定运动。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，根据所述工作状态采集所述测试指令中的指定数据包括：通过获取转台的所述目标位置和所述目标速率，控制数据采集的开关确保采集到所述测试指令所需的所述指定数据；其中，所述数据采集包括测试端软件的数据采集或IMU内部的数据子系统的数据采集。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过测试端软件的指令生成窗口将一个或多个所述测试指令生成一个测试指令文件，并完成所述测试端软件对所述测试指令文件的加载。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测试端软件顺序读取所述测试指令文件中的指令并进行测试，所述测试指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨君，王三舟，宋宇，王锐，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11