[发明专利]一种MEMS-IMU中加速度计动态环境下的误差标定补偿方法

说明书

技术领域

本发明给出了一种MEMS-IMU中加速度计动态环境下的误差标定补偿方法，可用于MEMS-IMU中三轴加速度计的误差标定和补偿，特别适用于低成本微机电加速度计构成的惯性测量单元。

背景技术

MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems,MEMS）微惯性测量单元一般由陀螺仪和加速度计构成，由于其体积小、质量轻、成本低等优点越来越多的被应用到惯性导航的各个领域，给惯性测量带来全新的变革和发展机遇。

微惯性测量单元是整个惯性测量系统的核心传感器，决定着整个系统的性能和测量精度。加速度计作为两个核心元件之一，由于其精度不是很高，所以对其进行主要误差的分析和标定就显得尤为重要。

通常情况下，标定加速度计的安装误差和比例因子方法都是在静态或者准静态条件下进行，这样得到的误差补偿模型对于加速度计测量动态加速度时的误差补偿结果不理想。

发明内容

本发明提出的目的是通过双轴转台模拟的动态环境下，标定MEMS-IMU中三轴加速度计主要误差，并给出误差补偿模型。

实现本发明目的的解决方案及步骤如下：

将MEMS-IMU安装在双轴转台的基座上，Z加速度计、X加速度计敏感轴分别指向转台的外框和内框，转台外框指天向，内框指北向，则Y加速度计敏感轴自动指西向。

待IMU（Inertial Measurement Unit,IMU）预热一段时间之后，固定转台内框，将转台外框设定为速率模式，速率为ω，此时Z加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间。同步采集Y加速度计输出a_ayz和Z加速度计输出a_azz。

转台内框转动90度后保持静止，将转台外框设定为速率模式，速率同为ω，此时Z加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间，同步采集X加速度计输出a_axz。

转台外框指天向且保持静止，将转台内框设定同为幅值为A，频率为f的正弦速率模式，同步采集转台内框角速度ω_z、X加速度计输出a_ωxz、Y加速度计输出a_ωyz和Z加速度计输出a_ωzz。

调整IMU三个加速计的指向，使Y加速度计指向外框，X加速度计指向内框，Z加速度计指向东向，固定转台内框，将转台外框设定为速率模式，速率同为ω，此时Y加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间，同步采集Y加速度计输出a_ayy和Z加速度计输出a_azy。

转台内框转动90度后保持静止，将转台外框设定为速率模式，速率同为ω，此时Y加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间，同步采集X加速度计输出a_axy。

转台外框指天向且保持静止，将转台内框设定同为幅值为A，频率为f的正弦速率模式，同步采集转台内框角速度ω_y、X加速度计输出a_ωxy、Y加速度计输出a_ωyy和Z加速度计输出a_ωzy。

调整IMU三个加速计的指向，使X加速度计指向外框，Y加速度计指向内框，Z加速度计指向东向.固定转台内框，将转台外框设定为速率模式，速率同为ω，此时X加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间，同步采集X加速度计输出a_axx和Z加速度计输出a_azx。

转台内框转动90度后保持静止，将转台外框设定为速率模式，速率同为ω，此时X加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间，同步采集Y加速度计输出a_ayx。

转台外框指天向且保持静止，将转台内框设定同为幅值为A，频率为f的正弦速率模式，同步采集转台内框角速度ω_x、X加速度计输出a_ωxx、Y加速度计输出a_ωyx和Z加速度计输出a_ωzx。