【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及定位导航，特别涉及一种利用uwb校准imu姿态的方法。
技术介绍
1、姿态解算在很多工业领域里都有非常重要的作用。传统的惯性测量单元imu姿态计算的方式，通常是通过陀螺仪的三轴角速度计算出航向角、横滚角以及俯仰角信息。由于陀螺仪数据包含了零偏以及噪声的影响，导致一段时间的积分后会姿态会产生偏差，为了获取准确的姿态信息，可以通过加速度计对重力方向的估计，以及通过地磁对正北方向的估计来对陀螺仪数据进行修正。然而地磁在室内复杂环境中表现并不理想，造成最终姿态估计不准确，系统鲁棒性不够的问题。因此需要一种在室内复杂环境下能够对陀螺仪数据进行准确修正的利用uwb校准imu姿态的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种在室内复杂环境下能够对陀螺仪数据进行准确修正的利用uwb校准imu姿态的方法。
2、本专利技术提出一种利用uwb校准imu姿态的方法，包括uwb aoa基站和设置有uwb aoa标签的姿态结算模块，所述姿态结算模块内还设置有陀螺仪和加速度计；
3、先通过加速度计来获得重力方向的角速度偏差ez，然后通过所述uwb aoa基站和所述uwb aoa标签之间进行通信来获得航向角的角速度偏差ex，然后通过所述角速度偏差ez和所述角速度偏差ex来对所述陀螺仪的原始数据w进行修正，从而获得准确的姿态信息。
4、优选地，所述uwb aoa基站和所述uwb aoa标签上均设置有多个uwb天线；
5、通过所述uwb aoa
6、通过所述uwb aoa标签方向向量n和uwb aoa基站方向向量得到坐标旋转矩阵h，通过所述旋转矩阵获得在所述uwb标签坐标体系下的x轴单位向量u，通过所述单位向量u计算得到所述角速度偏差ex。
7、优选地，所述uwb aoa基站和所述uwb aoa标签之间通过ds-twr测距，得到所述uwbaoa标签与和所述uwb aoa基站之间的距离d、所述uwb aoa基站和所述uwb aoa标签通过aoa的方式分别得到所述uwb aoa标签相对所述uwb aoa基站的方位角θanc和俯仰角φanc以及所述uwb aoa基站相对所述uwb aoa标签的方位角θtag和俯仰角φtag，并通过计算分别得到所述uwb aoa标签在所述基站坐标系下的位置和所述uwb aoa基站在所述uwb aoa标签坐标系下的位置，从而分别计算得到所述uwb aoa标签在所述uwb aoa基站的坐标系下的所述uwbaoa标签方向向量n以及所述uwb aoa基站在所述uwb aoa标签的坐标系下的基站方向向量m。
8、优选地，通过所述加速度计获得z轴方向(重力方向)的向量α，通过所述向量α来获得角速度偏差ez。
9、优选地，获得所述角速度偏差ez和所述角速度偏差ex后，利用mahony算法修正陀螺仪原始数据w得到修正后的修正数据w′，并通过修正数据w′更新当前姿态结算模块姿态的四元数。
10、本专利技术的利用uwb校准imu姿态的方法的有益效果为：
11、1、采用uwb校准的方式相较于传统的方式来说在室内复杂环境中更为理想，准确度更高。
12、2、采用uwb校准的方式中获得的角度以及距离信息均可以用在定位等应用上，对整体的校准效率以及成本等方面影响较小。
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1.一种利用UWB校准IMU姿态的方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的利用UWB校准IMU姿态的方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的利用UWB校准IMU姿态的方法，其特征在于，所述UWB AoA基站和所述UWB AoA标签之间通过DS-TWR测距，得到所述UWB AoA标签与和所述UWB AoA基站之间的距离d、所述UWB AoA基站和所述UWB AoA标签通过AoA的方式分别得到所述UWB AoA标签相对所述UWB AoA基站的方位角θanc和俯仰角φanc以及所述UWB AoA基站相对所述UWBAoA标签的方位角θtag和俯仰角φtag，并通过计算分别得到所述UWB AoA标签在所述UWB AoA基站的坐标系下的位置和所述UWB AoA基站在所述UWB AoA标签的坐标系下的位置，从而分别计算得到所述UWB AoA标签在所述UWB AoA基站坐标系下的所述UWB AoA标签方向向量n以及所述UWB AoA基站在所述UWB AoA标签坐标系下的基站方向向量m。
4.根据权利要求3所述的利用UWB校准IMU姿态的方法，其特征在于
5.根据权利要求1所述的利用UWB校准IMU姿态的方法，其特征在于，获得所述角速度偏差ez和所述角速度偏差ex后，利用Mahony算法修正陀螺仪原始数据w得到修正后的修正数据w′，并通过修正数据w′更新当前姿态结算模块姿态的四元数。
...【技术特征摘要】
1.一种利用uwb校准imu姿态的方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的利用uwb校准imu姿态的方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的利用uwb校准imu姿态的方法，其特征在于，所述uwb aoa基站和所述uwb aoa标签之间通过ds-twr测距，得到所述uwb aoa标签与和所述uwb aoa基站之间的距离d、所述uwb aoa基站和所述uwb aoa标签通过aoa的方式分别得到所述uwb aoa标签相对所述uwb aoa基站的方位角θanc和俯仰角φanc以及所述uwb aoa基站相对所述uwbaoa标签的方位角θtag和俯仰角φtag，并通过计算分别得到所述uwb aoa标签在所述uwb aoa基站的坐标系下的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李振亚，王春华，陈明江，
申请(专利权)人：深圳华云时空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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