一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法技术

本发明专利技术提供一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法，包括：获取多个温循文件，确定数据平滑倍数，对温循数据文件进行数据平滑，根据平滑后的多个温循数据文件，识别其中的升降温过程，并拟合得到对应的拟合基准线，根据拟合基准线上的离散数据进行多次相对于时间的导数，确定拟合基准线的分段点数和分段点值，获取拟合阶数，对拟合基准线的各段进行拟合，得到拟合各段的多项式系数及对应的拟合多项式，基于拟合多项式和多个温循数据文件中的温度值，计算得到零偏值，并计算拟合误差的均值、标准偏差和有效值，生成文本文件和拟合误差图。本发明专利技术能够实现对陀螺仪升降温过程的针对性温度补偿，提高零偏稳定性及温度补偿的有效性和可靠性。和可靠性。和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法


[0001]本专利技术涉及MEMS陀螺仪的温度补偿
，尤其涉及一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法。

技术介绍

[0002]微机电系统(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，MEMS)陀螺仪主要由敏感结构及其信号处理电路构成，是一种利用科氏力测量物体角速度的传感器。然而，MEMS陀螺仪(以下简称陀螺仪)很容易发生温漂，外界环境温度的变化以及陀螺仪工作时产生的热量均能使得微小的敏感结构温度发生变化，器件参数随之产生改变，最终导致陀螺仪的零位漂移(以下简称零偏)和标度因数产生变化。因此，陀螺仪零偏和标度因数温度误差补偿对提高其精度十分必要。
[0003]但是，现有技术中的温度补偿方法不能够区别升降温过程进行分别的温度补偿，导致陀螺仪的零偏稳定性差，温度补偿的可靠性和效果不佳。
[0004]因此，亟需一种能够区分升降温过程，分别对升温数据和降温数据进行温度补偿，提高零偏稳定性和温度补偿的可靠性的温度补偿方法。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法。
[0006]一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法，包括以下步骤：获取多个温循数据文件，根据所述多个温循数据文件确定数据平滑倍数，根据所述数据平滑倍数对所述温循数据文件进行数据平滑；根据平滑后的多个温循数据文件，识别升温过程和降温过程，并拟合得到拟合基准线，所述拟合基准线包括升温拟合基准线和降温拟合基准线；根据所述拟合基准线上的离散数据进行多次相对于时间的导数，确定所述拟合基准线的分段点数和分段点值，获取拟合阶数，对所述拟合基准线的各段进行拟合，得到拟合各段的多项式系数，根据所述多项式系数获取对应的拟合多项式；基于所述拟合多项式和所述多个温循数据文件中的温度值，计算得到零偏值，并计算拟合误差的均值、标准偏差和有效值，生成文本文件和拟合误差图。
[0007]在其中一个实施例中，所述获取多个温循数据文件，根据所述多个温循数据文件确定数据平滑倍数，根据所述数据平滑倍数对所述温循数据文件进行数据平滑，包括：获取多个温循数据文件，遍历得到所述多个温循数据文件的文件大小；根据所述文件大小，获取对应温循数据文件的数据平滑倍数；根据所述数据平滑倍数，对温循数据文件中的数据进行平滑操作，得到平滑后的温循数据文件。
[0008]在其中一个实施例中，所述根据平滑后的多个温循数据文件，识别升温过程和降温过程，并拟合得到拟合基准线，包括：获取平滑后的多个温循数据文件的文件路径，根据平滑后的多个温循数据文件识别文件中数据的升温过程和降温过程，并分别进行对应标
记；根据温度数据采集点，将所述多个温循数据文件的数据处理为包括两个温循数据的新文件；获取预设权重，根据所述两个温循数据结合对应的权重，拟合得到对应的拟合基准线，所述拟合基准线包括升温拟合基准线和降温拟合基准线。
[0009]在其中一个实施例中，所述根据所述拟合基准线上的离散数据进行多次相对于时间的导数，确定所述拟合基准线的分段点数和分段点值，获取拟合阶数，对所述拟合基准线的各段进行拟合，得到拟合各段的多项式系数及拟合多项式，包括：根据所述拟合基准线获取对应的离散数据，根据所述离散数据进行多次相对于时间的导数，得到对应的分段点数和分段点值；获取拟合阶数，设置数据列、温度输出列、温度升降次数及温循试验的最低温度和最高温度，结合所述分段点数和分段点值对所述拟合基准线的各段进行拟合，得到拟合各段的多项式系数；根据所述多项式系数，得到对应的拟合多项式。
[0010]在其中一个实施例中，所述基于所述拟合多项式和所述多个温循数据文件中的温度值，计算得到零偏值，并计算拟合误差的均值、标准偏差和有效值，生成文本文件和拟合误差图，包括：根据所述拟合多项式，以所述多个温循数据文件中的温度值为自变量，计算对应的零偏值，公式为：
[0011]y＝b0+b1T1+b2T2+b3T3+...b
n
T
n
[0012]式中，y为陀螺输出值，T为温度，n为拟合阶数；计算拟合误差的均值、标准偏差和有效值，根据获取的数据生成对应的文本文件和拟合误差图。
[0013]相比于现有技术，本专利技术的优点及有益效果在于：通过获取多个温循文件，确定数据平滑倍数，根据数据平滑倍数对温循数据文件进行数据平滑，根据平滑后的多个温循数据文件，识别其中的升温过程和降温过程，并拟合得到对应的升温拟合基准线和降温拟合基准线，根据拟合基准线上的离散数据进行多次相对于时间的导数，确定拟合基准线的分段点数和分段点值，获取拟合阶数，对拟合基准线的各段进行拟合，得到拟合各段的多项式系数及对应的拟合多项式，基于拟合多项式和多个温循数据文件中的温度值，计算得到零偏值，从而实现对陀螺仪升降温过程的针对性温度补偿，提高零偏稳定性及温度补偿的有效性和可靠性，并计算拟合误差的均值、标准偏差和有效值，生成文本文件和拟合误差图，以便于对温度补偿的结果进行校验，进一步确保温度补偿的有效性。
附图说明
[0014]图1为一个实施例中一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法的流程示意图；
[0015]图2为一个实施例中温循数据文件平滑后识别升降温过程的效果示意图；
[0016]图3为一个实施例中拟合界面设置效果示意图；
[0017]图4为一个实施例中拟合误差的效果示意图。
具体实施方式
[0018]在进行本专利技术具体实施方式说明之前，先对本专利技术的整体构思进行如下说明：
[0019]本专利技术主要是基于MEMS陀螺仪的使用过程研发的，目前MEMS陀螺仪易受到外界或自身温度变化的影响，导致零偏，影响其测量结果的准确性，但是现有技术中的温度补偿方法不能够对陀螺仪的升温过程和降温过程进行分别补偿，补偿效果不佳。
[0020]专利技术人经过分析发现，出现上面的这些问题的主要原因是陀螺仪测量得到的温度
数据没有进行升降温过程的区别，并基于升降温数据分别进行对应的温度补偿，即可以通过对得到的温度数据进行升降温区别，并分别进行温度补偿，就可以避免前述问题了。因此本专利技术提出了一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法，获取MEMS陀螺仪测量得到的多个温循数据文件，并确定对应的平滑倍数对多个温循数据文件进行平滑处理，基于平滑后的多个温循数据文件，识别其中温度数据的升降温过程，并分别拟合得到升温拟合基准线和降温拟合基准线，根据拟合基准线上的离散数据进行多次相对于时间的导数，从而确定拟合基准线的分段点数和分段点值，获取拟合阶数，对拟合基准线的各段进行拟合，得到拟合各段的多项式系数及拟合多项式，基于拟合多项式和多个温循数据文件中的温度值，计算得到零偏值，基于零偏值能够对陀螺仪的升温或降温过程进行温度补偿，确保零偏的稳定性及温度补偿的有效性，同时，还可以通过计算拟合误差的均值、标准偏差和有效值，生成文本文件和拟合误差图，以便于对温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：获取多个温循数据文件，根据所述多个温循数据文件确定数据平滑倍数，根据所述数据平滑倍数对所述温循数据文件进行数据平滑；根据平滑后的多个温循数据文件，识别升温过程和降温过程，并拟合得到拟合基准线，所述拟合基准线包括升温拟合基准线和降温拟合基准线；根据所述拟合基准线上的离散数据进行多次相对于时间的导数，确定所述拟合基准线的分段点数和分段点值，获取拟合阶数，对所述拟合基准线的各段进行拟合，得到拟合各段的多项式系数及拟合多项式；基于所述拟合多项式和所述多个温循数据文件中的温度值，计算得到零偏值，并计算拟合误差的均值、标准偏差和有效值，生成文本文件和拟合误差图。2.根据权利要求1所述的一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法，其特征在于，所述获取多个温循数据文件，根据所述多个温循数据文件确定数据平滑倍数，根据所述数据平滑倍数对所述温循数据文件进行数据平滑，包括：获取多个温循数据文件，遍历得到所述多个温循数据文件的文件大小；根据所述文件大小，获取对应温循数据文件的数据平滑倍数；根据所述数据平滑倍数，对温循数据文件中的数据进行平滑操作，得到平滑后的温循数据文件。3.根据权利要求1所述的一种MEMS陀螺仪非线性分段温度补偿方法，其特征在于，所述根据平滑后的多个温循数据文件，识别升温过程和降温过程，并拟合得到拟合基准线，包括：获取平滑后的多个温循数据文件的文件路径，根据平滑后的多个温循数据文件识别文件中数据的升温过程和降温过程，并分别进行对应标记；根据温度数据采集点，将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，周威，周杰，张路俊，
申请(专利权)人：重庆天箭惯性科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：