[发明专利]任意六位置MEMS陀螺仪及其g值敏感系数标定方法

说明书

本发明涉及一种任意六位置MEMS陀螺仪及其g值敏感系数标定方法，将MEMS陀螺仪及加速度计置于至少六个不同位置，记录每个位置MEMS陀螺仪及加速度计输出的一组数据；对每个位置MEMS陀螺仪及加速度计输出的数据进行平滑滤波；基于MEMS陀螺仪及加速度计输出关系建立g值敏感系数模型；采用平滑滤波后的MEMS陀螺仪及加速度计输出的数据求解所述g值敏感系数模型，获得g值敏感系数。本发明提供的标定方法可以解决传统MEMS陀螺仪g值敏感系数标定流程复杂，时间长的问题，仅用六个位置求解出g值敏感系数，缩短标定时间，提高MEMS陀螺的精度。

技术领域

本发明涉及陀螺仪技术领域，尤其涉及一种任意六位置MEMS陀螺仪及其g值敏感系数标定方法。

背景技术

因为尺寸小、成本低、精度高、易于集成和可大规模生产等优点，微机电(MEMS)惯性传感器受到越来越多人们的欢迎，广泛应用于民用和军用领域。MEMS陀螺仪由于特殊的加工工艺和设计原理,其角速率输出精度的影响因素区别于传统的激光和光纤陀螺仪,存在由加速度所引入的测量误差，称之为g值敏感误差。

在消费级和商业应用中，所选用的MEMS陀螺仪的零偏稳定性较差，高达几百度每小时，且应用过程中绝大多数工作在低动态环境下，加速度相对较小，因此由g值敏感系数所引起的陀螺仪输出误差相对陀螺仪其他误差如零偏不稳定性误差幅值较小，在导航系统中的影响经常被忽略。因而，很少有参考文献关注研究g值敏感系数的标定和补偿。

在一些高性能的MEMS陀螺仪中，由g值敏感系数所引起的陀螺仪角速率输出误差不能被轻易忽略，需要进行标定和补偿，从而提高高性能MEMS陀螺仪在动态情况下的测量精度和性能。

通过将陀螺仪固定在转台上旋转多个位置进行数据采集,并对采集的数据进行误差建模，使用线性最小二乘法求取值敏感系数。该方法计算较为复杂，标定时间长。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供任意六位置MEMS陀螺仪及其g值敏感系数标定方法，可以解决传统MEMS陀螺仪g值敏感系数标定流程复杂，时间长的问题，仅用任意六个位置求解出g值敏感系数，缩短标定时间，提高MEMS陀螺的精度。

为达到上述目的，本发明提供了一种任意六位置MEMS陀螺仪g值敏感系数标定方法，包括：

将MEMS陀螺仪及加速度计置于至少六个不同位置，记录每个位置MEMS陀螺仪及加速度计输出的一组数据；

对每个位置MEMS陀螺仪及加速度计输出的数据进行平滑滤波；

基于MEMS陀螺仪及加速度计输出关系建立g值敏感系数模型；

采用平滑滤波后的MEMS陀螺仪及加速度计输出的数据求解所述g值敏感系数模型，获得g值敏感系数。

进一步地，将MEMS陀螺仪及加速度计置于至少六个不同位置，静止采集数分钟后同步采集MEMS陀螺仪和加速度计的输出数据。

所述加速度计的精度高于所述MEMS陀螺仪。

进一步地，对每个位置MEMS陀螺仪输出的数据进行平滑滤波包括：

其中为平滑后的MEMS陀螺仪输出，为MEMS陀螺仪输出的原始采集数据，N为此位置MEMS陀螺仪输出的原始采集数据总个数。

进一步地，对每个位置加速度计输出的数据进行平滑滤波包括：

其中为平滑后的加速度计输出，为加速度计输出的原始采集数据，N为此位置加速度计输出的原始采集数据总个数。

进一步地，所述g值敏感系数模型为：