[发明专利]一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法、装置及电子设备

说明书

本发明提供一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法、装置、电子设备和记录介质，方法包括：获取原始数据，对所述原始数据进行预滤波处理；根据载具的工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值；根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值；利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角；根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿；判断MEMS的运动状态，当处于动态时测量姿态实时更新，当处于静态时，测量姿态不更新；当MEMS判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏补偿到MEMS陀螺。

技术领域

本发明属于测量设备实时方位技术领域，特别是涉及一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法、装置及电子设备。

背景技术

随着MEMS性能逐渐提升，MEMS逐渐由只测量角速度和加速度信息扩展为可测量角度变化和速度变化，因此在一些手持设备或轻武器上得到了广泛应用，如跟踪移动目标的枪械和迫击炮等。

迫击炮等武器一般冲击较大，其他机械陀螺和光学陀螺等难以适应其使用环境，因此常使用MEMS传感器。迫击炮在启动时一般可以获得较为准确的初值，后续存在大幅度角运动，需要在运动时间内保持该方位初值，工作时间一般不超过2min。尽管工作时间较短，但是MEMS陀螺初始零偏一般较大，可达到0.03°/s～0.05°/s，若持续工作2min，方位漂移将达到3.6°～6°，难以使用。MEMS工作过程零偏会发生变化，在2min工作过程中，零偏变化量最大可达到0.1°/s。为了实现高精度精确打击，需要根据迫击炮工作特点和MEMS工作特性，研究MEMS工作方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明至少旨在解决现有测量设备无法根据迫击炮工作特点进行准确测量实时方位的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明的一方面提出一种基于MEMS测量姿态相对变化的方法，方法包括：

获取原始数据，对所述原始数据进行预滤波处理；

根据载具的工作环境，估计MEMS陀螺零偏初值；

根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值；

利用所述测量姿态处置将陀螺输出分解到水平面和垂直方向，计算MEMS实时方位角；

根据载具的纬度位置L，将地球自转角速度的天向分量在每个解算周期对MEMS实时方位角进行补偿；

判断MEMS的运动状态，当处于动态时测量姿态实时更新，当处于静态时，测量姿态不更新；

当MEMS判断为静态时，对一段时间的陀螺数据进行平均运算，作为零偏补偿到MEMS陀螺。

在本发明的一种示例性实施例中，所述原始数据包括加速度计X轴加速度a_x、加速度计Y轴加速度a_y、加速度计Z轴加速度a_z，陀螺X轴角速度g_x、陀螺Y轴角速度g_y、陀螺Z轴角速度g_z。

在本发明的一种示例性实施例中，估计MEMS陀螺零偏初值具体为：

当载具处于静态时，采集2秒地球自转角速度的平均值作为MEMS陀螺零偏初值。

在本发明的一种示例性实施例中，根据所述预滤波处理后的原始数据，利用加速度计输出测量姿态初值具体包括：

俯仰角

横滚角

方位角初值设置为θ_z＝0。