一种基于双轴位置转台的IMU快速标定方法

为了简化标定设备,降低标定成本,该文研究了利用双轴位置转台进行光纤陀螺惯组混合标定的可行性。通过分析加速度计和陀螺的标定原理,提出了一种快速六位置标定方案。利用地球重力加速度和自转角速度对加速度计和陀螺进行误差激励,完成标定。首先建立了标定模型,其次设计了位置编排方案,最后进行了实验验证。实验结果表明,快速六位置法能实现加速度计和陀螺误差参数的快速标定,其中标度因数的标定精度与传统方法基本一致,安装误差和常值漂移的精度相对于传统标定方法有所降低,但满足低精度的光纤陀螺惯组的使用要求;同时,与传统标定方法相比,其标定时间由4.5h减少至2h。     

基于双轴位置转台的光纤陀螺惯组标定方法

为了简化标定设备,降低标定成本,该文研究了利用双轴位置转台进行光纤陀螺惯组标定的可行性,分析了转台位置误差对光纤陀螺惯组标定结果的影响。分别建立加速度计和陀螺的标定模型,推导出利用双轴位置转台进行标定的相关算法及设计了新的标定方案,且进行了相关实验,对实验数据分析结果表明,利用双轴位置转台进行光纤陀螺惯组的标定,标定值与真值基本一致,方案可行。此外,经实验分析,转台测角误差所引起的标定误差最大为2.42×10-6,数值较小,在实际应用中可忽略。     

基于双轴转台的惯性器件自动标定系统研制

基于Acutronic双轴转台，采用GPIB接口卡、HP34401A数字万用表、计算机工作站及VC开发平台等，开发了一套惯性器件自动标定系统。实现了对转台的实时测控，信号采集、数据处理、标定计算、标定报告的显示、打印和存贮的计算机自动完成，并提高了标定精度，为在捷联惯性导航系统中对器件进行系统级修正提供了保障。     

MEMS加速度计误差的高精度标定方法

针对微小型惯性测量单元(MIMU)工程应用的实际条件,设计了MEMS加速度计组安装误差与温度漂移误差的两步解耦标定方法。该标定方法基于MIMU结构封装确定、三轴加速度计之间安装关系固定、非正交因数稳定不随环境温度变化的特点,在常温下进行一次安装标定非正交误差,在全温范围内标定温度漂移误差。实验结果表明,该标定方法校正了加速度计的温度漂移误差和非正交误差,在全温范围内加速度计的使用精度提高了一个数量级,且该模型具有良好的重复性,便于工程实现。     

激光陀螺捷联惯导系统的模观测标定方法

为了减小转台误差对激光陀螺捷联惯组（SIMU）标定精度的影响,采用模观测法设计了正二十面体-12点的位置和速率试验计划。首先,利用在重力场下的12个静态位置标定加速度计的零偏、标度因子和安装误差矩阵;然后,采用外环角速率、中内环双轴翻滚至12点位置来标定陀螺的零偏、标度因子和安装误差矩阵;最后,利用SIMU框架坐标系为桥梁,实现了加速度计和陀螺参数坐标系的统一。仿真分析表明:该方法能有效抑制转台误差对SIMU标定结果的影响,当转台各轴系垂直度误差为角秒级且角位置误差小于1'时,加速度计和陀螺的标度因子相对误差和安装误差矩阵的标定误差均小于10-5,加速度计零偏的标定误差小于10g ,陀螺零偏的标定误差小于0.01（）/h与测量噪声处于同一数量级。     

激光陀螺IMU的不水平指北标定方法

激光陀螺捷联惯组(SIMU)标定是惯性导航的前提,标定结果的好坏将对惯性导航精度产生直接的影响.根据激光惯性组合(IMU)的误差方程,在激光捷联惯性组合不水平指北情况下,通过12位置的标定方法,抵消地速及重力加速度的影响,从而得出加速度计的误差参数和激光陀螺的常值漂移;然后通过单轴转台,标定出陀螺的安装误差和标度因数.此方法可满足激光陀螺IMU的标定要求.本方案利用最少的测试位置,方法简单,得到了所有需要的信息,利用率高.     

MEMS三轴加速度计六位置标定方法的研究

针对本课题组十二位置法测试时间长的问题,提出了MEMS三轴加速度计的六位置标定方法。首先建立了三轴加速度计的输入输出误差模型,然后详细介绍了六位置标定的位置编排和过程,给出了数学模型中标度因数、安装误差系数以及零偏值的计算方法,最后通过三轴转台实验验证了六位置标定方法的可行性及模型的准确性。结果表明六位置标定方法简单可行,补偿后精度能够提高1~2个数量级,为其工程实用性奠定了理论基础。     

基于CMAES算法的加速度计多位置新型标定方法

针对粒子群优化算法(PSO)和遗传算法(GA)在加速度计标定优化后期出现早熟、陷入局部最优,以及在设计与应用过程中存在的缺陷,将自适应协方差矩阵进化策略(CMAES)算法应用于加速度计的快速标定:采用具有不同函数特征的Sphere、Rastrigin和Rosen三个基准函数对比测试CMAES算法的总体性能;以模观测标定方法为基础建立加速度计标定模型,选取加速度计的24个位置进行仿真观测.实验结果表明:CMAES算法在收敛速度、收敛精度、全局搜索等方面性能优异,将加速度计的标定精度提升了12个数量级,为其它算法标定加速度计奠定了良好基础,对位移系统测量研究具有重要意义.     

一种视觉惯性系统位姿高精度一体化标定方法

在视觉惯性定位系统中,传感器位姿关系的标定对于实现精确空间定位至关重要,针对现有标定方法对多传感器系统缺乏集成性、标定精度受限等问题,提出了一种视觉惯性系统位姿高精度一体化标定方法。通过精密三轴转台提供角度基准,基于重力矢量不变性和匀速圆周运动下向心加速度数值的一致性求解惯性测量单元（IMU）与转台之间的外参,利用转台构建控制场为相机标定提供空间角度约束,联合优化求解无重叠视场多相机内外参。仿真和实验结果表明,该方法具有较高的标定精度和稳定性,在多相机IMU系统组合定位测试中,与经典标定方法 Kalibr相比,本文方法系统运动轨迹拟合轴线的角度偏差降低40.32%,距离偏差降低18.93%,可满足高精度视觉惯性定位系统的标定需求。     

加速度计八位置标定测试系统的开发

根据加速度计八位置试验方法,采用PC机、HP34401A型数字繁用表、光学分度头建立一套标定测试系统,能方便快捷完成在重力场下的测试;可完成电压、电流、频率等三种输出形式的加速度计测试。给出了系统硬件结构与软件流程图,并阐述系统在加速度计测试当中的应用。     

基于LABVIEW的MIMU 24项误差参数的快速标定方法

针对传统微惯性测量单元(MIMU)标定方法过程繁琐、标定周期长且标定设备复杂等问题,该文设计了一种通过LABVIEW上位机控制小型三轴转台对MIMU进行快速标定的一种方法。首先建立MIMU标定模型,再通过分别构建陀螺仪和加速度计的卡尔曼滤波器来减小运算量和标定时间。以小型三轴转台的姿态与速度为基准求得速度误差与姿态误差作为观测量,通过LABVIEW上位机控制三轴转台按照所设计好的标定路径转动,采集MIMU输出并使用卡尔曼滤波器LABVIEW的子函数（VI）进行MIMU的24项误差参数估计。实验结果表明,该方法能实现对MIMU中的陀螺仪和加速度计的快速标定,与传统分立式标定法相比,其安装误差与常值漂移的精度基本一致,标定因数相对误差小于0.006,标定时间由3 h减少至30 min。     

基于 PSO 算法的加速度计快速标定方法

为减少惯性测量组合标定对转台的依赖,降低标定对转台控制精度的要求,在分析传统加速度计模观测迭代标定方法的基础上,提出一种基于粒子群优化算法（PSO）的加速度计快速标定方法。首先,基于模观测思想设计构造目标优化函数,并将其作为 PSO 算法中的适应度函数,实现了标定方法与 PSO 算法的连接;其次,设计了基于最大化观测信息相对于待估计参数的敏感度函数的加速度计标定编排方案;最后,对所提方法与牛顿迭代标定方法进行了对比仿真。仿真实验结果表明,基于 PSO 算法的加速度计快速标定方法具有可行性、有效性,与传统牛顿迭代标定方法相比更具有优越性。     

压电陀螺的一种校零方法及应用

零位重复性问题是实现陀螺快速启动的关键技术之一,该文基于压电陀螺的自身特性介绍了一种动态校准陀螺零位的方法,其校准原理简单,实现方法经济、快捷,适于批量型生产应用。论文以DMU3X型压电陀螺的零位校准为实例,讨论该动态校准方法的具体原理,分析了应用这种方法的优点及需要注意的问题。     

基于MEMS加速度计的优化九位置校准算法

针对传统的加速度计标定法对高精度转台依赖高的问题,提出一种基于微机电系统(MEMS)加速度计的优化九位置标定算法。该算法考虑加速度计的非线性因子和电子串扰效应,通过采集9个位置的静态加速度计输出数据,即可对加速度计零偏、刻度因子和安装误差等系数进行高精度快速校准,摆脱了对传统转台的依赖。实验结果表明,基于MEMS加速度计的九位置标定算法有效解决了加速度计非线性问题,减低了电子串扰效应对加速度计的影响,加速度计的误差精度由8.48×10-3g(g=9.8 m/s2) 减少到5.1×10-4g,证明该九位置标定算法的可行性和有效性。     

敏感轴安装偏角的误差分析与双位置标定方法

对于光电辅助惯导系统的高精度定位定向而言,系统间敏感轴安装偏角的标定是惯导系统初始对准的关键。该文通过分析影响敏感轴安装偏角的主要因素,在不依赖外界辅助定位信息的情况下,使用双位置信息对敏感轴安装偏角进行标定。通过对误差模型进行分析,采用递推最小二乘参数辨识算法精确估计出惯导系统误差和敏感轴安装偏角。仿真结果表明,姿态估计误差优于0.1′,敏感轴安装偏角的标定精度优于1′,并且算法简单,实验操作方便,耗时较少,不依赖于外在环境,因此,本系统满足高精度定位定向系统的对准要求。     

基于24位置的MEMS惯性传感器快速标定方法

针对微惯性测量单元原始输出信息受零偏、标度因数、非正交误差等误差项干扰影响测量精度的问题,提出一种无需借助高精度转台的MEMS IMU快速原位标定方案。在分析MEMS惯性传感器输出特性的基础上建立传感器误差模型,利用六面体夹具设计IMU 24位置连续转停标定方案,以重力及各次旋转角度为参考信息完成传感器误差标定。针对加速度计零偏、标度因数、非正交误差9个参数构造标定模型,采用牛顿法估计误差参数最优值,考虑陀螺仪零偏与标度因数6个误差参数,利用最小二乘法计算误差参数最优估值。分别进行加速度计、陀螺标定补偿实验,实验结果表明,提出的MEMS IMU快速原位标定方法能快速得到传感器误差参数,提高了输出数据精度。     

一种基于压电陀螺的捷联惯性测量与制导系统

介绍了一种由压电陀螺和石英挠性加速度计组成的捷联惯性测量与制导系统，它具有全天候、全姿态、快速、实时地反映载体的姿态、速度和位移的能力，达到测量或控制载体导航参数的目的。主要用于主攻型水雷的弹道测量，也可用于战术弹等短时使用的武器及系统的惯性测量或制导。     

基于振动陀螺的动态零位校准及其误差补偿

根据固态振动陀螺输出信号和噪声特点对其构成的低成本惯性测量单元(IMU)的原始传感信号进行了快速小波滤波和灰色理论建模处理。运用累加生成操作(AGO)方法得到有规则的单值对应非线性函数,并获得陀螺零位输出在三维空间中的单值映射模型。以时间和温度为输入,根据灰色神经网络建立陀螺的漂移模型,对累加生成方法生成的单值对应非线性函数进行逼近,从而提高了动态测量精度。同时采用活动阈值融合算法,优化陀螺和加速度计动态测量数据。实验证明,上述方法和算法有效提高了系统测量精度。