一种基于多传感器数据融合的滚转角速率高精度测量方法

摘要

本发明涉及旋转弹的滚转角速率测量技术，具体是一种基于多传感器数据融合的滚转角速率高精度测量方法。本发明解决了主动半捷联惯性测量系统在测量旋转弹的滚转角速率时测量精度低的问题。一种基于多传感器数据融合的滚转角速率高精度测量方法，该方法是采用如下步骤实现的：步骤S1：定义载体坐标系；步骤S2：在主动半捷联惯性测量系统的外筒中安装大量程陀螺仪；在主动半捷联惯性测量系统的MIMU顶部安装中量程陀螺仪；在主动半捷联惯性测量系统的MIMU中安装小量程陀螺仪；步骤S3：计算出外筒和内筒之间的相对转速数据；步骤S4：复现出弹体滚转角速率数据；步骤S5：将复现出的弹体滚转角速率数据作为控制信号。本发明适用于旋转弹的滚转角速率测量。

主权项

一种基于多传感器数据融合的滚转角速率高精度测量方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：步骤S1：定义载体坐标系：设弹体处于水平飞行的状态下，弹体重心作为载体坐标系的原点，弹体飞行方向作为载体坐标系的X_b轴方向，沿弹体所在地垂线向上作为载体坐标系的Y_b轴方向，根据右手直角坐标系确定载体坐标系的Z_b轴方向；步骤S2：在主动半捷联惯性测量系统的外筒中安装大量程陀螺仪；在主动半捷联惯性测量系统的MIMU顶部安装中量程陀螺仪；在主动半捷联惯性测量系统的MIMU中安装小量程陀螺仪；在主动半捷联惯性测量系统的内筒中安装光电编码器；步骤S3：当弹体发射后，利用硬件电路分别采集大量程陀螺仪输出的弹体滚转角速率数据、中量程陀螺仪输出的弹体滚转角速率数据、小量程陀螺仪输出的弹体滚转角速率数据、光电编码器输出的外筒和内筒之间的相对转角数据；然后对相对转角数据进行微分，由此计算出外筒和内筒之间的相对转速数据；步骤S4：利用加权最小二乘法，对大量程陀螺仪输出的弹体滚转角速率数据、中量程陀螺仪输出的弹体滚转角速率数据、小量程陀螺仪输出的弹体滚转角速率数据、外筒和内筒之间的相对转速数据进行融合，由此精确复现出弹体滚转角速率数据；步骤S5：将复现出的弹体滚转角速率数据作为控制信号，控制电机带动内筒进行反转，由此使得内筒与惯性坐标系之间保持相对静止。