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基于多位置的MEMS加速度计快速自标定

2021-07-05王学瀚

测控技术 2021年6期

王学瀚

(温州职业技术学院 电气电子工程系,浙江 温州 325000)

微惯性导航系统[1]因其具有低成本、低功耗等优势,被广泛应用于中低精度导航领域,采用批量生产方式生产的微惯性测量单元的测量精度主要受安装误差、零偏和刻度因子的影响[2-3],为了充分发挥MEMS的导航精度优势,必须对其使用的微惯性测量单元加以标定。程章等[4]采用误差反向传播的神经网络标定方法,不同型号的传感器需要大量的数据频繁地训练网络以拟合惯性测量单元的误差模型,满足不了实际应用的需求;Jafari[5]等采用双卡尔曼滤波法标定,使用预测误差最小化的方法对零偏稳定性和随机游走噪声进行建模,存在算法复杂、滤波器初始参数难调整的问题[6];传统的标定方法借助高精度转台提供可靠的方向作为参考[7-9],但是昂贵的转台与标定设备和复杂的标定流程成为限制其普适的因素。

笔者提出一种具有简单易用、低成本特性的不依赖转台设备的MEMS加速度计快速24位置标定法。将传感器固定于六面体夹具后置于平面,基于六面体不同放置方向的静止阶段重力信息标定加速度计误差。

1 加速度计误差建模

MEMS加速度计的制造工艺局限性和使用环境变化等影响,导致加速度计3个敏感轴可能不严格正交(非正交误差)。以加速度计各轴实际指向为传感器坐标系(s系),以s系为基础建立一个理想正交坐标系为载体坐标系(b系),并假定b系与s系原点o重合,xb轴与xs轴重合且yb轴位于xsoys平面内。……

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