[发明专利]一种基于递推最小二乘法的MEMS陀螺仪快速标定方法

说明书

本发明涉及一种基于递推最小二乘法的MEMS陀螺仪快速标定方法，属于陀螺仪校准技术领域，解决了现有标定方法过程繁琐、计算量大、效率低的问题。该方法包括：建立待标定的MEMS陀螺仪误差模型；获得预设时间段内以预设采样频率采集的MEMS陀螺仪在三轴转台多个预设位置处的俯仰轴、偏航轴、翻滚轴的输出量，生成第一组数据组至第N组数据组；基于第一组数据组利用MEMS陀螺仪误差模型获得对应的第一误差参数；根据第一误差参数及第二组数据组利用递推最小二乘法获得第二误差参数，并依次迭代，直至误差参数收敛，获得确定的误差参数，从而完成对所述MEMS陀螺仪误差模型的标定。本发明在操作简单，在保证标定精度的同时，节省了标定时间，提高了标定效率。

技术领域

本发明涉及陀螺仪标定技术领域，尤其涉及一种基于递推最小二乘法的MEMS陀螺仪快速标定方法。

背景技术

MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是微电子机械系统的简称，是指一种将微型结构、微型传感器、微型执行器设计为一体，同时将信号处理电路、接口以及通讯和电源也置于其内部的微型器件或系统。微电子机械系统(MEMS)惯性器件因其体积小，质量轻，功耗低，可大批量生产，成本低及可靠性高等一系列传统传感器所没有的优点，被广泛应用于航空、航天、航海、气象、地质、汽车工业、工业监控、机器人及消费类电子产品等领域。随着微机电系统的发展，惯导系统也越来越趋于微型化。陀螺仪是测量载体相对于惯性空间转动角度或角位移的传感器。目前广泛应用的激光陀螺、光纤陀螺精度虽高，但是体积大，成本高。MEMS陀螺仪具备低成本，低功耗，微型化的优点，已经越来越多的应用在人们的生活中，我们智能手机中应用的就是MEMS陀螺仪。

惯性导航系统工作精度很大程度上取决于陀螺仪的精度。提高陀螺仪测量精度的途径可分为两类：一方面，通过改进陀螺仪的内部结构、电路设计和加工工艺提高测量精度；另一方面，通过误差建模分析，标定补偿提高测量精度。前者周期较长，对于工程应用来说，通过算法补偿提高陀螺仪的测量精度是行之有效的办法。陀螺仪的标定可分为分立标定和系统级标定。分立标定直接以陀螺仪输出为观测量，用最小二乘法标定其系数。系统级标定则是利用导航误差作为观测量，用滤波估计陀螺仪误差参数。

现有的MEMS陀螺仪误差标定模型有两种，一种是在各温度区间建立不同的误差标定模型，采用速率位置法对MEMS陀螺仪各项误差进行标定补偿；另一种是在全温范围内建立一个统一的误差标定模型，对误差模型中的每一误差参数进行标定。

现有技术至少存在以下缺点，一是在各温度区间建立不同的误差标定模型，建模过程复杂繁琐；二是在全温范围内建立一个统一的误差标定模型，需要对误差模型中的每一误差参数进行标定，则需进行多次完整的标定实验，冗余繁琐，计算量大，不便于工程应用。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于递推最小二乘法的MEMS陀螺仪快速标定方法，用以解决现有标定方法过程繁琐、计算量大、耗时长、效率低的问题。

本发明提供了一种基于递推最小二乘法的MEMS陀螺仪快速标定方法。包括以下步骤：

建立待标定的MEMS陀螺仪误差模型。

获得预设时间段内以预设采样频率采集的MEMS陀螺仪在三轴转台多个预设位置处的俯仰轴、偏航轴、翻滚轴的输出量，生成第一采样时刻至第N采样时刻对应的第一组数据组至第N组数据组。

基于所述第一组数据组利用所述MEMS陀螺仪误差模型获得对应的第一误差参数。

根据所述第一误差参数及第二组数据组利用递推最小二乘法获得第二组数据组对应的第二误差参数，并依次迭代，直至误差参数收敛，获得确定的误差参数，从而完成对所述MEMS陀螺仪误差模型的标定。

进一步的，所述预设位置包括：