一种室内导航传感器系统误差校正方法技术方案

本发明专利技术公开了一种室内导航传感器系统误差校正方法，将两个或多个同型号的惯性传感器芯片同时安装在同一载体上；设置其中一个或多个惯性传感器芯片为参考芯片，其他惯性传感器芯片为参照芯片；有多个参考芯片时，所有参考芯片的空间安装方向一致；以一个参考芯片的重心为原点建立空间坐标系，以参考芯片的宽度方向为x轴方向，以参考芯片的长度方向为y轴方向，以参考芯片的厚度方向为z轴方向；将参照芯片按照相对于参考芯片的安装方向沿某一坐标轴旋转180

【技术实现步骤摘要】
一种室内导航传感器系统误差校正方法


[0001]本专利技术涉及误差校正领域，具体涉及一种室内导航传感器系统误差校正方法。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，展会、商场、停车场、风景区、博物馆等场所规模越来越大，几十万甚至几百万平方公里的场所比比皆是。在这样的大型场所里有时寻找具体的某个商户或者位置就较为困难，于是诞生了室内导航。
[0003]惯性传感器作为具有强自主性的运动惯性传感器，已经广泛应用于运动测量、导航定位等领域；用于室内导航定位的惯性传感器可作用为提供位置、速度以及姿态等全部导航参数。在室内导航定位过程中，以惯性传感器作为室内导航传感器，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角、位移和位置等输出信号量。
[0004]惯性传感器原理为：对加速度进行一次积分得到位移速度和角速度，二次积分获得位移距离和方向角位移量。测算的速度值等于真实速度值与惯性传感器自身系统误差速度值的和，惯性传感器自身系统误差会随着时间的推移，不断累积为速度误差，时间越长，基于速度误差的位移和方向角误差就越大。在室内导航系统中，室内导航传感器性能由传感器的噪声、偏差、比例因子、和系统校准决定；室内导航系统可提供准确的短期位置、速度、加速度、姿态、和角速率估计，但在室内定位运用时，其定位误差随时间的推移不断累计增大，因此，如何减小室内导航传感器的系统误差是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种室内导航传感器系统误差校正方法，可以对惯性传感器的输出信号量进行校正，减小了惯性传感器的系统误差对室内导航定位带来的影响，具体通过下述技术方案实现：
[0006]将两个或多个同型号的惯性传感器芯片同时安装在同一载体上，包括如下步骤：
[0007]S1：设置其中一个或多个惯性传感器芯片为参考芯片，其他惯性传感器芯片为参照芯片；
[0008]S2：以一个参考芯片的重心为原点建立空间坐标系，以参考芯片的宽度方向为x轴方向，以参考芯片的长度方向为y轴方向，以参考芯片的厚度方向为z轴方向；有多个参考芯片时，所有参考芯片的空间安装方向一致；
[0009]S3：将参照芯片按照相对于参考芯片的安装方向沿某一坐标轴旋转180
°
得到的方向进行安装；
[0010]S4：将选定参照芯片与选定参考芯片在时刻t的输出信号量进行求和取平均，得到消除或减小系统误差后的输出信号量。
[0011]在现有的室内导航系统中，惯性传感器芯片的系统误差带来的定位误差随时间的推移不断累计增大，本方案将惯性传感器的系统误差在空间坐标系中分解为三个分量，通
过在系统内设置两个或多个同型号的惯性传感器芯片，并采用不同的安装方式，使两个或多个惯性传感器芯片之间的系统误差分量通过叠加抵消，大大减少了惯性传感器的系统误差对系统的定位带来的影响。
[0012]在上述方案的基础上，进一步的有：
[0013]所述的两个或多个同型号的惯性传感器芯片为同一批次的惯性传感器芯片。
[0014]在上述方案的基础上，进一步的有：
[0015]所述的两个或多个同型号的惯性传感器芯片具有相同或相近的系统误差。
[0016]在上述方案的基础上，进一步的有：
[0017]所述的两个或多个同型号的惯性传感器芯片安装于相邻位置且处于同一环境条件。
[0018]在上述方案的基础上，进一步的有：
[0019]设参考芯片的空间安装方向为状态A，为正面正向安装；设参考芯片时刻t在x轴上的系统误差分量为
△
x，时刻t在y轴上的系统误差分量为
△
y，时刻t在z轴上的系统误差分量为
△
z；
[0020]按照相对于参考芯片的安装方向沿x轴旋转180
°
得到的方向进行安装的参照芯片的空间安装方向为状态B，相对于参考芯片为背面反向安装；此时参照芯片与参考芯片在y轴和z轴上的系统误差分量的绝对值相同或相近且方向相反，即为状态B的参照芯片时刻t在x轴上的系统误差分量等于或约等于
△
x，时刻t在y轴上的系统误差分量等于或约等于
‑△
y，时刻t在z轴上的系统误差分量等于或约等于
‑△
z；
[0021]按照相对于参考芯片的安装方向沿y轴旋转180
°
得到的方向进行安装的参照芯片的空间安装方向为状态C，相对于参考芯片为背面正向安装；此时参照芯片与参考芯片在x轴和z轴上的系统误差分量的绝对值相同或相近且方向相反，即为状态C的参照芯片时刻t在x轴上的系统误差分量等于或约等于
‑△
x，时刻t在y轴上的系统误差分量等于或约等于
△
y，时刻t在z轴上的系统误差分量等于或约等于
‑△
z；
[0022]按照相对于参考芯片的安装方向沿z轴旋转180
°
得到的方向进行安装的参照芯片的空间安装方向为状态D，相对于参考芯片为正面反向安装；此时参照芯片与参考芯片在x轴和y轴上的系统误差分量的绝对值相同或相近且方向相反，即为状态C的参照芯片时刻t在x轴上的系统误差分量等于或约等于
‑△
x，时刻t在y轴上的系统误差分量等于或约等于
‑△
y，时刻t在z轴上的系统误差分量等于或约等于
△
z；
[0023]所有惯性传感器芯片的空间安装方向包括以上1种或2种或3种状态，每种安装状态的惯性传感器芯片数量相同，参考芯片和参照芯片在坐标轴绝对值相同或相近且方向相反上的系统误差分量叠加后，累计系统误差归零或趋向零，从而使得惯性导航定位更加精准。
[0024]在上述方案的基础上，进一步的有：
[0025]所有参考芯片的空间安装方向为状态A，所有参照芯片的空间安装方向为状态B、状态C或状态D中的其中一种；
[0026]在S4中，选定所有参考芯片和参照芯片，对时刻t的输出信号量进行求和取平均，消除惯性传感器芯片除对应旋转坐标轴以外的另外两个坐标轴方向的惯性传感器系统误差分量，得到校正后的输出信号量。
[0027]或，所有参考芯片的空间安装方向为状态A，所有参照芯片的空间安装方向包括状态B、状态C和状态D三种；
[0028]在S4中，选定所有参考芯片和参照芯片，对时刻t的输出信号量进行求和取平均，消除惯性传感器芯片在x轴、y轴和z轴三个方向的惯性传感器系统误差分量，得到在全坐标系校正后的输出信号量对三个输出信号量进行求和取平均，得到在全坐标系校正后的输出信号量。
[0029]或，所有参考芯片的空间安装方向为状态A，所有参照芯片的空间安装方向为状态B、状态C或状态D中的其中两种；
[0030]若在S4中，取所有惯性传感器芯片在时刻t的输出信号量，选定所有参考芯片和一种安装状态下的参照芯片的输出信号量，进行求和取平均，消除惯性传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内导航传感器系统误差校正方法，其特征在于，将两个或多个同型号的惯性传感器芯片同时安装在同一载体上，包括如下步骤：S1：设置其中一个或多个惯性传感器芯片为参考芯片，其他惯性传感器芯片为参照芯片；S2：以一个参考芯片的重心为原点建立空间坐标系，以参考芯片的宽度方向为x轴方向，以参考芯片的长度方向为y轴方向，以参考芯片的厚度方向为z轴方向；有多个参考芯片时，所有参考芯片的空间安装方向一致；S3：将参照芯片按照相对于参考芯片的安装方向沿某一坐标轴旋转180
°
得到的方向进行安装；S4：将选定参照芯片与选定参考芯片在时刻t的输出信号量进行求和取平均，得到消除或减小系统误差后的输出信号量。2.根据权利要求1所述的一种室内导航传感器系统误差校正方法，其特征在于，所述的两个或多个同型号的惯性传感器芯片为同一批次的惯性传感器芯片。3.根据权利要求1所述的一种室内导航传感器系统误差校正方法，其特征在于，所述的两个或多个同型号的惯性传感器芯片具有相同或相近的系统误差。4.根据权利要求1所述的一种室内导航传感器系统误差校正方法，其特征在于，所述的两个或多个同型号的惯性传感器芯片安装于相邻位置且处于同一环境条件。5.根据权利要求1所述的一种室内导航传感器系统误差校正方法，其特征在于，设参考芯片的空间安装方向为状态A；按照相对于参考芯片的安装方向沿x轴旋转180
°
得到的方向进行安装的参照芯片的空间安装方向为状态B；按照相对于参考芯片的安装方向沿y轴旋转180
°
得到的方向进行安装的参照芯片的空间安装方向为状态C；按照相对于参考芯片的安装方向沿z轴旋转180
°
得到的方向进行安装的参照芯片的空间安装方向为状态D；所有参照芯片的空间安装方向包括以上1种或2种或3种状态，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘川民，
申请(专利权)人：成都耀塔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：