惯组参数的温补标定方法技术

本发明专利技术提供的惯组参数的温补标定方法

【技术实现步骤摘要】
惯组参数的温补标定方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及于惯性导航
，具体而言，涉及一种惯组参数的温补标定方法
、
装置及电子设备
。

技术介绍

[0002]随着惯性导航技术的进步与发展，对于
MEMS(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System
，微机电系统
)
惯性导航设备的
IMU(Inertial measurement unit
，惯性测量单元，也称惯组
)
的标定成为一个非常重要的技术
。
尤其当
IMU
应用在汽车自动驾驶中时，生产出厂前必须经过标定才能进入实际应用中
。
对于传统的惯性测量单元标定和温度补偿，通常采用三轴或者双轴转台
。
三轴或者双轴转台标定方法成熟，可模拟复杂运动，缺点是价格昂贵
、
体积大
、
安装调试以及维护程序繁琐
。
[0003]惯性测量单元主要由陀螺和加速度计两部分组成，传统的标定技术通常采用三轴转台进行标定，但无法满足惯性导航设备试验现场进行紧急标定要求
。
因此，相关技术提供了基于单轴转台的惯组现场标定方法，使用方便且场地限制小的，解决了传统的标定方法所存在缺陷
。
[0004]然而，由于陀螺和加速度计的精度易受温度影响，在不同温度条件下，惯组输出的陀螺和加速度信息偏差较大，而目前提供的基于单轴转台的惯组现场标定方法并未考虑温度因素，导致标定精度较低，难以满足应用需求
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种惯组参数的温补标定方法
、
装置及电子设备，用于考虑温度因素的情况下，准确计算陀螺零位和加速计零位的温补补偿
、
陀螺和加速度计的标度因数的温度补偿，提高标度精度，满足应用需求
。
本专利技术的实施例可以这样实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种惯组参数的温补标定方法，所述方法包括：在多个设定温度下对惯组执行速率任务，采集所述惯组处于不同位置状态时每个所述设定温度对应的陀螺的输出数据；其中，所述位置状态表征在惯组坐标系下所述惯组的三轴中任意一轴垂直指天时的状态；在室温下对所述惯组执行位置任务，采集所述惯组在不同测试方位下的加速度计的输出数据；其中，所述测试方位表征所述三轴的方位组合；在预设温度范围内对所述惯组执行高低温循环测试任务，采集所述惯组处于不同所述位置状态时所述陀螺和所述加速度计的输出数据和输入数据；利用所述高低温循环测试任务中所述陀螺的输出数据，确定陀螺零位的温度补偿系数，并利用所述速率任务中所述陀螺的输出数据和输入角速率，确定陀螺标度因数的温度补偿系数以及陀螺安装误差；根据所述高低温循环测试任务中所述加速度计的输出数据，确定加速度计零位和加速度计标度因数各自的待修正温度补偿系数，并基于所述位置任务中所述加速度计的输出数据和输入数据，确定加速度计安装误差以及对所述待修正温度补偿系数进行修正
。
[0007]在可选的实施方式中，利用所述高低温循环测试任务中所述陀螺的输出数据，确
定陀螺零位的温度补偿系数，并利用所述速率任务中所述陀螺的输出数据和输入角速率，确定陀螺标度因数的温度补偿系数以及陀螺安装误差，包括：分别利用所述三轴中
Z
轴垂直指天时采集的所述陀螺的输出数据在所述三轴的输出分量以及所述陀螺的输出数据对应的温度，对所述陀螺零位分别在所述三轴的温度补偿模型进行拟合，得到所述陀螺零位在所述三轴的温度补偿系数；利用所述速率任务中所述陀螺的输出数据
、
所述陀螺的输出数据对应的设定温度以及所述输入角速率，对陀螺标定模型进行拟合，确定所述陀螺标度因数的温度补偿系数以及所述陀螺安装误差
。
[0008]在可选的实施方式中，根据所述高低温循环测试任务中所述加速度计的输出数据，确定加速度计零位和加速度计标度因数各自的待修正温度补偿系数，并基于所述位置任务中所述加速度计的输出数据和输入数据，确定加速度计安装误差以及对所述待修正温度补偿系数进行修正，包括：根据所述高低温循环测试任务中所述加速度计的输出数据以及所述加速度计的输出数据对应的温度，对所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自的温度补偿模型进行拟合，得到所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自的待修正温度补偿系数；利用所述位置任务中所述加速度计的输出数据和输入数据
、
所述加速度计的输出数据对应的室温温度，对加速度计标定模型进行拟合，确定所述加速度计安装误差
、
所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自在所述室温下的温度补偿模型的常系数；若所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自在所述室温下的常系数与所述待修正温度补偿系数中的所述常系数不一致，则用所述室温下的常系数替代所述待修正温度补偿系数中的所述常系数
。
[0009]在可选的实施方式中，根据所述高低温循环测试任务中所述加速度计的输出数据以及所述加速度计的输出数据对应的温度，对所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自的温度补偿模型进行拟合，得到所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自的待修正温度补偿系数，包括：分别利用所述三轴中
Z
轴垂直指天时采集的所述加速度计的输出数据在
X
轴的输出分量和在
Y
轴的输出分量以及所述加速度计的输出数据对应的所述温度，对加速度计零位在所述
X
轴和所述
Y
轴的温度补偿模型进行拟合，得到所述加速度计零位在所述
X
轴和所述
Y
轴各自的待修正温度补偿系数；基于所述
X
轴垂直指天时采集的所述加速度计的输出数据在所述
Z
轴的输出分量以及所述加速度计的输出数据的所述温度，对所述加速度计零位在所述
Z
轴的温度补偿模型进行拟合，得到所述加速度计零位在所述
Z
轴的待修正温度补偿系数；基于所述待修正温度补偿系数，对所述加速度计的输出数据进行校准，并基于校准后的所述加速度计的输出数据和所述加速度计的输出数据对应的温度，确定所述加速度计标度因数的待修正温度补偿系数
。
[0010]在可选的实施方式中，基于所述待修正温度补偿系数，对所述加速度计的输出数据进行校准，并基于校准后的所述加速度计的输出数据和所述加速度计的输出数据对应的温度，确定所述加速度计标度因数的待修正温度补偿系数，包括：根据所述三轴各自对应的所述加速度计零位的待修正温度补偿系数以及温度补偿模型，分别确定每个所述温度下所述加速度计在所述三轴的加速度计零位值；计算每个所述温度下所述三轴的加速度计零位值和所述加速度计的输出数据分别在所述三轴的输出分量的差值；分别利用每个所述温度
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种惯组参数的温补标定方法，其特征在于，所述方法包括：在多个设定温度下对惯组执行速率任务，采集所述惯组处于不同位置状态时每个所述设定温度对应的陀螺的输出数据；其中，所述位置状态表征在惯组坐标系下所述惯组的三轴中任意一轴垂直指天时的状态；在室温下对所述惯组执行位置任务，采集所述惯组在不同测试方位下加速度计的输出数据；其中，所述测试方位表征所述三轴的方位组合；在预设温度范围内对所述惯组执行高低温循环测试任务，采集所述惯组处于不同所述位置状态时所述陀螺和所述加速度计的输出数据；利用所述高低温循环测试任务中所述陀螺的输出数据，确定陀螺零位的温度补偿系数，并利用所述速率任务中所述陀螺的输出数据和输入角速率，确定陀螺标度因数的温度补偿系数以及陀螺安装误差；根据所述高低温循环测试任务中所述加速度计的输出数据，确定加速度计零位和加速度计标度因数各自的待修正温度补偿系数，并基于所述位置任务中所述加速度计的输出数据和输入数据，确定加速度计安装误差以及对所述待修正温度补偿系数进行修正
。2.
根据权利要求1所述的惯组参数的温补标定方法，其特征在于，利用所述高低温循环测试任务中所述陀螺的输出数据，确定陀螺零位的温度补偿系数，并利用所述速率任务中所述陀螺的输出数据和输入角速率，确定陀螺标度因数的温度补偿系数以及陀螺安装误差，包括：分别利用所述三轴中
Z
轴垂直指天时采集的所述陀螺的输出数据在所述三轴的输出分量以及所述陀螺的输出数据对应的温度，对所述陀螺零位分别在所述三轴的温度补偿模型进行拟合，得到所述陀螺零位在所述三轴的温度补偿系数；利用所述速率任务中所述陀螺的输出数据
、
所述陀螺的输出数据对应的设定温度以及所述输入角速率，对陀螺标定模型进行拟合，确定所述陀螺标度因数的温度补偿系数以及所述陀螺安装误差
。3.
根据权利要求1所述的惯组参数的温补标定方法，其特征在于，根据所述高低温循环测试任务中所述加速度计的输出数据，确定加速度计零位和加速度计标度因数各自的待修正温度补偿系数，并基于所述位置任务中所述加速度计的输出数据和输入数据，确定加速度计安装误差以及对所述待修正温度补偿系数进行修正，包括：根据所述高低温循环测试任务中所述加速度计的输出数据以及所述加速度计的输出数据对应的温度，对所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自的温度补偿模型进行拟合，得到所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自的待修正温度补偿系数；利用所述位置任务中所述加速度计的输出数据和输入数据
、
所述加速度计的输出数据对应的室温温度，对加速度计标定模型进行拟合，确定所述加速度计安装误差
、
所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自在所述室温下的温度补偿模型的常系数；若所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自在所述室温下的常系数与所述待修正温度补偿系数中的所述常系数不一致，则用所述室温下的常系数替代所述待修正温度补偿系数中的所述常系数
。4.
根据权利要求3所述的惯组参数的温补标定方法，其特征在于，根据所述高低温循环测试任务中所述加速度计的输出数据以及所述加速度计的输出数据对应的温度，对所述加
速度计零位和所述加速度计标度因数各自的温度补偿模型进行拟合，得到所述加速度计零位和所述加速度计标度因数各自的待修正温度补偿系数，包括：分别利用所述三轴中
Z
轴垂直指天时采集的所述加速度计的输出数据在
X
轴的输出分量和在
Y
轴的输出分量以及所述加速度计的输出数据对应的所述温度，对所述加速度计零位在所述
X
轴和所述
Y
轴的温度补偿模型进行拟合，得到所述加速度计零位在所述
X
轴和所述
Y
轴各自的待修正温度补偿系数；基于所述
X
轴垂直指天时采集的所述加速度计的输出数据在所述
Z
轴的输出分量以及所述加速度计的输出数据对应的所述温度，对所述加速度计零位在所述
Z
轴的温度补偿模型进行拟合，得到所述加速度计零位在所述
Z
轴的待修正温度补偿系数；基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李群，蒋欢，李楠，胡松，韩贯聪，
申请(专利权)人：广州导远电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：