[发明专利]一种基于Vicon的IMU离线标定方法

权利要求书

1.一种基于Vicon的IMU离线标定方法，其特征在于，包括：IMU及Vicon数据获取模块、数据融合模块、陀螺仪零偏估计模块、加速度计零偏估计模块、输出模块，其中所述的IMU及Vicon数据获取模块用以采集IMU的加速度和角速度和载体在Vicon坐标系下的位置信息、速度信息和姿态信息；

所述的数据融合模块与IMU及Vicon数据获取模块连接，用于对IMU及Vicon数据获取模块采集的Vicon真值数据进行采样，得到IMU在Vicon坐标系下的位置、姿态和速度信息，通过IMU数据预积分，得到相对姿态残差、相对位置残差和相对位置残差；

所述的陀螺仪零偏估计模块与数据融合模块连接，用以优化姿态残差项，得到精确的陀螺仪零偏参数估计；

所述的加速度计零偏估计模块与数据融合模块和陀螺仪零偏估计模块连接，用以优化速度残差项和位置残差项，得到精确的加速度计零偏参数估计；

所述的输出模块与陀螺仪零偏估计模块和加速度计零偏估计模块连接，用以输出陀螺仪零偏估计模块和加速度计零偏估计模块计算出来的陀螺仪零偏参数和加速度计零偏参数，输出信息显示在设备上。

2.根据权利要求1所述的一种基于Vicon的IMU离线标定方法，其特征在于，所述的IMU及Vicon数据获取模块包三轴加速度计、三轴陀螺仪和Vicon数据采集模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于Vicon的IMU离线标定方法，其特征在于，所述的三轴加速度计和所述三轴陀螺仪用以采集IMU载体运动过程中的加速度和转动的角速度，Vicon数据获取模块用来获取载体在Vicon坐标系下的数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于Vicon的IMU离线标定方法，其特征在于，所述的数据融合模块包括IMU预积分模块、Vicon数据采样模块以及残差计算模块。

5.根据权利要求4所述的一种基于Vicon的IMU离线标定方法，其特征在于，所述的IMU预积分模块与三轴加速度计模块、三轴陀螺仪模块连接和Vicon数据采样模块连接，所述IMU预积分模块使用加速度和角速度求解预积分值。

6.根据权利要求4所述的一种基于Vicon的IMU离线标定方法，其特征在于，所述Vicon数据采样模块使用IMU及Vicon数据获取模块所提供的Vicon数据进行采样操作得到一定频率的Vicon数据，所述的残差计算模块与IMU预积分模块和Vicon数据采样模块连接，使用预积分值与Vicon采样后的数据计算相对姿态残差、相对速度残差和相对位置残差。

7.根据权利要求6所述的一种基于Vicon的IMU离线标定方法，其特征在于，所述的Vicon数据采样模块的采样频率为30Hz。

8.根据权利要求1所述的一种基于Vicon的IMU离线标定方法,其特征在于,所述的陀螺仪零偏估计模块与数据融合模块连接，使用相对姿态残差进行计算，得到陀螺仪的零篇估计。

9.根据权利要求1所述的一种基于Vicon的IMU离线标定方法,其特征在于,所述的加速度计零偏估计模块与残差计算模块和陀螺仪零篇估计模块连接，使用陀螺仪零偏估计模块提供的陀螺仪零偏估计值，对数据融合模块提供的相对速度残差和相对位置残差信息进行，得到加速度计零偏估计。