[发明专利]一种IMU的安装误差角的标定方法及装置有效

专利信息
申请号: 202010207139.9 申请日: 2020-03-23
公开(公告)号: CN111272199B 公开(公告)日: 2022-09-27
发明(设计)人: 杨旭 申请(专利权)人: 北京爱笔科技有限公司
主分类号: G01C25/00 分类号: G01C25/00
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 柳欣
地址: 100094 北京市海淀区北清路*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 imu 安装 误差 标定 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种IMU的安装误差角的标定方法,其特征在于,所述安装误差角包括惯性测量单元IMU在X轴和Y轴的安装误差角,包括:

获取机器人进行圆弧运动时IMU的三轴陀螺仪的输出数据;

根据所述输出数据获取预设数目个所述三轴陀螺仪的Z轴输出wz,并获取每个所述Z轴输出对应的X轴输出wx和Y轴输出wy;

通过以下公式确定每个所述Z轴输出对应的IMU在X轴的安装误差角的测量值φx和Y轴的安装误差角的测量值φy,

将获取的X轴的安装误差角的测量值φx的平均值作为所述IMU在X轴的安装误差角,将获取的Y轴的安装误差角φy的测量值的平均值作为所述IMU在Y轴的安装误差角。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述输出数据获取预设数目个所述三轴陀螺仪的Z轴输出wz,具体包括:

根据所述输出数据获取预设数目个大于预设值的所述三轴陀螺仪的Z轴输出wz。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

依据所述IMU在X轴上的安装误差角和所述IMU在Y轴上的安装误差角,对所述IMU的三轴陀螺仪和三轴加速度计的输出数据进行补偿。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述依据所述IMU在X轴上的安装误差角和所述IMU在Y轴上的安装误差角,对所述IMU的三轴陀螺仪和三轴加速度计的输出数据进行补偿,具体包括:

通过以下公式获取所述三轴陀螺仪的补偿后的X轴输出wx2、Y轴输出wy2和Z轴输出wz2:

其中为补偿后的三轴陀螺仪的X轴输出wx2、Y轴输出wy2和Z轴输出wz2形成的矩阵,为由所述输出数据确定的未补偿的三轴陀螺仪的X轴输出wx、Y轴输出wy和Z轴输出wz形成的矩阵;

通过以下公式对所述三轴加速度计的X轴输出fx、Y轴输出fy和Z轴输出fz进行补偿,得到补偿后的X轴输出fx2、Y轴输出fy2和Z轴输出fz2:

其中,为补偿后的三轴加速度计的X轴输出fx2、Y轴输出fy2和Z轴输出fz2形成的矩阵,为未补偿的三轴加速度计的X轴输出fx、Y轴输出fy和Z轴输出fz形成的矩阵。

5.一种IMU的安装误差角的标定装置,其特征在于,所述安装误差角包括惯性测量单元IMU在X轴和Y轴的安装误差角,包括:第一获取单元、第二获取单元和处理单元;

所述第一获取单元,用于获取机器人进行圆弧运动时IMU的三轴陀螺仪的输出数据;

所述第二获取单元,用于根据所述输出数据获取预设数目个所述三轴陀螺仪的Z轴输出wz,并获取每个所述Z轴输出对应的X轴输出wx和Y轴输出wy;

通过以下公式确定每个所述Z轴输出对应的IMU在X轴的安装误差角的测量值φx和Y轴的安装误差角的测量值φy,

所述处理单元,用于将获取的X轴的安装误差角的测量值φx的平均值作为所述IMU在X轴的安装误差角,将获取的Y轴的安装误差角的测量值φy的平均值作为所述IMU在Y轴的安装误差角。

6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第二获取单元,具体用于:

所述根据所述输出数据获取预设数目个大于预设值的所述三轴陀螺仪的Z轴输出wz。

7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:补偿单元;

所述补偿单元,用于依据所述IMU在X轴上的安装误差角和所述IMU在Y轴上的安装误差角,对所述IMU的三轴陀螺仪和三轴加速度计的输出数据进行补偿。

8.一种存储介质,其特征在于,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任意一项所述的IMU的安装误差角的标定方法。

9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备用于运行程序,其中,所述程序运行时执行权利要求1-4中任意一项所述的IMU的安装误差角的标定方法。

10.一种机器人,其特征在于,所述机器人包括惯性测量单元IMU和处理器;

所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行权利要求1-4中任意一项所述的IMU的安装误差角的标定方法。

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