引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法及装置，可以应用于捷联惯导技术领域。该引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法包括：基于第一角速度传感器组构建第一传递函数，基于第二角速度传感器组构建第二传递函数；根据第一传递函数或第二传递函数构建滤波器传递函数；根据第一传递函数、第二传递函数和滤波器传递函数，构建频率响应特性函数；以及利用频率响应特性函数处理第一角速度信号和第二角速度信号，得到第三角速度信号；基于加速度传感器组，得到加速度信号；利用第三角速度信号和加速度信号，得到位置信息；其中，第一角速度传感器组包括磁流体传感器。流体传感器。流体传感器。

【技术实现步骤摘要】
引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法及装置


[0001]本专利技术涉及捷联惯导
，尤其涉及一种引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，主要通过惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU），对时间域载体的姿态和位置进行计算。但是，当载体处于宽频谱振动动态环境的情况下，微小振动会影响惯性测量单元的测量精度。因此，在利用常规的角速度传感器，计算载体的姿态和位置的过程中，会存在较大误差，导致计算精度准确度较低。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法、装置及电子设备，以期部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
[0004]本专利技术的一个方面，提供了一种引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法。
[0005]上述惯性测量单元包括：第一角速度传感器组、第二角速度传感器组和加速度传感器组。
[0006]上述引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法包括：基于上述第一角速度传感器组构建第一传递函数，基于上述第二角速度传感器组构建第二传递函数；根据上述第一传递函数或上述第二传递函数构建滤波器传递函数；根据上述第一传递函数、上述第二传递函数和上述滤波器传递函数，构建频率响应特性函数；利用上述频率响应特性函数处理第一角速度信号和第二角速度信号，得到第三角速度信号，上述第三角速度信号用于姿态测量；基于上述加速度传感器组，得到加速度信号；利用上述第三角速度信号和上述加速度信号，得到上述惯性测量单元对应的位置信息；其中，上述第一角速度传感器组包括上述磁流体传感器，上述第一角速度信号为利用上述第一角速度传感器组得到的，上述第二角速度信号为利用上述第二角速度传感器组得到的。
[0007]备选的，上述根据上述第一传递函数构建滤波器传递函数包括：基于上述第一角速度传感器组构建第一滤波器；对上述第一滤波器进行第一截断处理，得到第一滤波器极点；根据上述第一滤波器极点和上述第一传递函数，构建上述滤波器传递函数。
[0008]备选的，上述根据上述第二传递函数构建滤波器传递函数包括：基于上述第二角速度传感器组构建第二滤波器；对上述第二滤波器进行第二截断处理，得到第二滤波器极点；根据上述第二滤波器极点和上述第二传递函数，构建上述滤波器传递函数。
[0009]备选的，上述引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法还包括：通过优化算法处理上述第一滤波器极点，得到目标第一滤波器极点；通过上述优化算法处理上述第二滤波器极点，得到目标第二滤波器极点；根据上述目标第一滤波器极点和上述目标第二滤波器极点优化上述滤波器传递函数，以便优化上述频率响应特性函数。
[0010]备选的，上述利用上述第三角速度信号和上述加速度信号，得到上述惯性测量单元对应的位置信息包括：构建地理坐标系、载体坐标系和惯性坐标系；基于圆锥误差算法对上述第三角速度信号进行圆锥误差补偿，得到第四角速度信号；对上述第四角速度信号进行等间隔采样，得到第t
‑
1时刻到第t时刻的第一旋转变化量和第t
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1时刻到第t时刻的第二旋转变化量；基于第t
‑
1时刻的姿态矩阵、上述第t
‑
1时刻到第t时刻的第一旋转变化量和上述第t
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1时刻到第t时刻的第二旋转变化量，得到上述第t时刻的姿态矩阵；利用上述加速度传感器组得到加速度信号；对上述加速度信号进行等间隔采样，得到第t
‑
1时刻加速度；基于上述第t
‑
1时刻的姿态矩阵、上述第t
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1时刻加速度、上述第四角速度信号和第t
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1时刻的惯导速度，得到第t时刻的惯导速度；基于第t
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1时刻的位置信息、上述第t
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1时刻的惯导速度和上述第t时刻的惯导速度，得到第t时刻的位置信息；其中，上述第一旋转变化量为以上述惯性坐标系作为参考基准，在上述地理坐标系中的旋转变化量，上述第二旋转变化量为以上述惯性坐标系作为参考基准，在上述载体坐标系中的旋转变化量，t为大于2的整数。
[0011]本专利技术的另一方面，提供了一种惯性测量装置。
[0012]惯性测量装置，包括：惯性测量单元；载体，上述惯性测量单元安装在上述载体上；其中，上述惯性测量单元包括第一角速度传感器组、第二角速度传感器组和加速度传感器组；上述第一角速度传感器组，用于构建第一传递函数；上述第二角速度传感器惯性组，用于构建第二传递函数，以便根据上述第一传递函数或上述第二传递函数构建滤波器传递函数；上述第一角速度传感器组还用于获取第一角速度信号；上述第二角速度传感器组还用于获取第二角速度信号，以便利用频率响应特性函数处理上述第一角速度信号和上述第二角速度信号，得到第三角速度信号，其中，上述频率响应特性函数是根据上述第一传递函数、上述第二传递函数和上述滤波器传递函数构建的，上述第三角速度信号用于姿态测量；上述加速度传感器组，用于得到加速度信号，以便利用上述第三角速度信号和上述加速度信号，得到上述惯性测量单元对应的位置信息。
[0013]备选的，上述第一角速度传感器组包括：第一高频角速度传感器、第二高频角速度传感器和第三高频角速度传感器；上述第一角速度传感器组被配置为：上述第一高频角速度传感器、上述第二高频角速度传感器和上述第三高频角速度传感器各自的安装轴线正交于预设原点。
[0014]备选的，上述加速度传感器组包括第一加速度传感器、第二加速度传感器和第三加速度传感器；上述加速度传感器组被配置为：上述第一加速度传感器设置于上述第一高频角速度传感器的安装轴线上、且上述第一加速度传感器位于上述第一高频角速度传感器的与上述预设原点相对的一端；上述第二加速度传感器设置于上述第二高频角速度传感器的安装轴线上、且上述第二加速度传感器位于上述第二高频角速度传感器的与上述预设原点相对的一端；上述第三加速度传感器设置于上述第三高频角速度传感器的安装轴线上、上述第三加速度传感器位于上述第三高频角速度传感器的与上述预设原点相对的一端。
[0015]备选的，上述第二角速度传感器组包括：第一低频角速度传感器、第二低频角速度传感器和第三低频角速度传感器；上述第二角速度传感器组被配置为：上述第一低频角速度传感器设置于上述第一高频角速度传感器和上述第一加速度传感器之间的上述第一加速度传感器的安装轴线上；上述第二低频角速度传感器设置于上述第二高频角速度传感器和上述第二加速度传感器之间的上述第二加速度传感器的安装轴线上；上述第三低频角速
度传感器设置于上述第三高频角速度传感器和上述第三加速度传感器之间的上述第三加速度传感器的安装轴线上。
[0016]本专利技术的又一方面，提供了一种电子设备。
[0017]电子设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个指令，其中，当上述一个或多个指令被上述一个或多个处理器执行时，使得上述一个或多个处理器实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法，其特征在于，所述惯性测量单元包括：第一角速度传感器组、第二角速度传感器组和加速度传感器组；所述数据处理方法包括：基于所述第一角速度传感器组构建第一传递函数，基于所述第二角速度传感器组构建第二传递函数；根据所述第一传递函数或所述第二传递函数构建滤波器传递函数；根据所述第一传递函数、所述第二传递函数和所述滤波器传递函数，构建频率响应特性函数；利用所述频率响应特性函数处理第一角速度信号和第二角速度信号，得到第三角速度信号，所述第三角速度信号用于姿态测量；基于所述加速度传感器组，得到加速度信号；利用所述第三角速度信号和所述加速度信号，得到所述惯性测量单元对应的位置信息；其中，所述第一角速度传感器组包括所述磁流体传感器，所述第一角速度信号为利用所述第一角速度传感器组得到的，所述第二角速度信号为利用所述第二角速度传感器组得到的。2.如权利要求1所述的引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述第一传递函数构建滤波器传递函数包括：基于所述第一角速度传感器组构建第一滤波器；对所述第一滤波器进行第一截断处理，得到第一滤波器极点；根据所述第一滤波器极点和所述第一传递函数，构建所述滤波器传递函数。3.如权利要求2所述的引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述第二传递函数构建滤波器传递函数包括：基于所述第二角速度传感器组构建第二滤波器；对所述第二滤波器进行第二截断处理，得到第二滤波器极点；根据所述第二滤波器极点和所述第二传递函数，构建所述滤波器传递函数。4.如权利要求3所述的引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法，其特征在于，所述引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法还包括：通过优化算法处理所述第一滤波器极点，得到目标第一滤波器极点；通过所述优化算法处理所述第二滤波器极点，得到目标第二滤波器极点；根据所述目标第一滤波器极点和所述目标第二滤波器极点优化所述滤波器传递函数，以便优化所述频率响应特性函数。5.如权利要求1所述的引入磁流体传感器的惯性测量单元的数据处理方法，其特征在于，所述利用所述第三角速度信号和所述加速度信号，得到所述惯性测量单元对应的位置信息包括：构建地理坐标系、载体坐标系和惯性坐标系；基于圆锥误差算法对所述第三角速度信号进行圆锥误差补偿，得到第四角速度信号；对所述第四角速度信号进行等间隔采样，得到第t
‑
1时刻到第t时刻的第一旋转变化量和第t
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1时刻到第t时刻的第二旋转变化量；
基于第t
‑
1时刻的姿态矩阵、所述第t
‑
1时刻到第t时刻的第一旋转变化量和所述第t
‑
1时刻到第t时刻的第二旋转变化量，得到所述第t时刻的姿态矩阵；利用所述加速度传感器组得到加速度信号；对所述加速度信号进行等间隔采样，得到第t
‑
1时刻加速度；基于所述第t
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1时刻的姿态矩阵、所述第t
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1时刻加速度、所述第四角速度信号和第t
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1时刻的惯导速度，得到第t时刻的惯导速度；基于第t...

【专利技术属性】
技术研发人员：李醒飞，董哲，拓卫晓，赵坤，鲁建宇，王天宇，刘欣雨，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：