[发明专利]一种用于微惯性测量单元的全自动/手动批量标定系统和方法

权利要求书

1.一种用于微惯性测量单元的全自动/手动批量标定系统，其特征在于，包括全自动/手动批量标定主控机、数据采集模块、M个高精度转台、多个MIMU，所述主控机和数据采集模块之间通过RS485和USB通信连接，每个高精度转台包括三轴转台和转台控制柜，批量标定主控机通过RS485通信方式与多个转台控制柜建立连接，每个转台控制柜控制对应的三轴转台，数据采集模块包括N个批量标定采集前端，所述全自动/手动批量标定主控机与M个高精度三轴转台和数据采集模块中的N个批量标定采集前端建立通信，每个批量标定采集前端与最多与8个MIMU连接，批量标定主控机通过RS485和USB的通信方式与N个批量标定采集前端进行连接，M≥1，N≥1，

批量标定主控机用于实现控制三轴转台、实时读取三轴转台的运动状态、控制批量标定采集前端采集起止时间、存储标定数据，具有MIMU数据解析功能、控制MIMU数据采集动作与转台状态同步的功能、通过USB读取EMMC存储器内文件的功能，数据采集模块用于同时为多个微惯性测量单元提供标定载体、为每个微惯性测量单元提供满足要求的工作电源、接收MIMU的传感器数据，数据采集模块集成EMMC存储器。

2.根据权利要求1所述的用于微惯性测量单元的全自动/手动批量标定系统，其特征在于，每个批量标定采集前端最多与8个MIMU通过RS422/RS232/TTL方式建立连接。

3.根据权利要求1所述的用于微惯性测量单元的全自动/手动批量标定系统，其特征在于，批量标定主控机包括两个模块：批量标定控制模块、标定参数自动生成模块，两个模块独立运行，实现对微惯性测量单元的批量标定，批量标定控制模块用于标定流程的设计、标定流程文件的保存和读取、标定流程自动生成转台的控制指令、监控转台的实时运行参数、控制采集模块的起止时刻，标定参数自动生成模块用于在标定完成后，通过USB的方式读取批量标定采集前端存储的MIMU标定数据集、生成标定矩阵、根据频域信息进行标定矩阵寻优。

4.根据权利要求3所述的用于微惯性测量单元的全自动/手动批量标定系统，其特征在于，所述批量标定控制模块用于设计标定流程，每一步的标定流程包括序号、动作、时间参数和基于三轴转台的自动控制指令集，所述批量标定控制模块能够根据设计的标定流程自动生成转台的控制指令，并实时读取转台状态和控制数据采集模块的启动与终止。

5.根据权利要求4所述的用于微惯性测量单元的全自动/手动批量标定系统，其特征在于，所述的标定参数自动生成模块用于在标定完成后通过USB方式读取批量标定采集前端储存的MIMU标定数据集，并利用获取的标定数据集，根据标定的速率实验和位置实验标定方法，自动生成标定矩阵，最后根据频域信息进行标定矩阵的寻优。

6.根据权利要求3-5任一项所述的用于微惯性测量单元的全自动/手动批量标定系统的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.将多个MIMU与批量标定采集前端通过RS232/RS422/TTL进行通信连接，将MIMU与批量标定采集前端同时装配在三轴转台上；

步骤2.通过COM1口，全自动/手动批量标定主控机通过RS485总线与各个转台控制柜连接；通过COM2口，全自动/手动批量标定主控机通过RS485总线与各个批量标定采集前端连接，并且使全自动/手动批量标定主控机通过USB HUB与各个批量标定采集前端连接，用于标定参数自动生成模块读取批量标定采集前端存储的MIMU标定数据集；

步骤3.打开转台控制柜和批量标定主控机电源，选择批量标定主控机工作模式，若选择全自动模式按照步骤4进行，若选择手动模式按照步骤6进行；

步骤4.进入批量标定主控机页面，设计标定流程，待标定主控机生成三轴转台的控制指令，标定主控机通过COM1口发送三轴转台控制指令，自动控制三轴转台状态，并通过COM1口实时读取三轴转台的状态信息；

步骤5.当监测到三轴转台角速度和角度信息满足标定流程设计要求时，标定主控机通过COM2口向批量标定采集模块发送采集指令，此时批量标定采集模块中的各个批量标定采集前端开始采集与之连接的MIMU的数据，与此同时，批量标定控制模块通过COM2口实时监测批量标定采集前端所接收到的数据；

步骤6.当标定主控机接收完成所有采集前端的数据后，批量标定采集前端发送指令到主控机中去，批量标定控制模块在接收到“采集完成”的指令后，根据标定流程，通过COM1口发送新的转台控制指令，转入步骤7；

步骤7.操作人员根据标定流程设置三轴转台的运动参数，通过观察转台上位机的运行参数来判断转台运动状态是否达到要求，当转台运动状态达到要求时，操作批量标定采集模块开始采集MIMU数据，待采集完成后，设置三轴转台的下一步的运动参数，进行步骤7；

步骤8.重复步骤4-6或步骤7，直到整个标定过程完成，每个MIMU的数据以文本格式存储在EMMC存储器中，标定参数自动生成模块通过USB的方式读取批量标定前端中EMMC存储器存储的MIMU标定数据集，随后根据标准的速率实验和位置实验标定方法自动生成标定矩阵，最后根据频域信息进行标定矩阵寻优。