一种MEMS-IMU中加速度计动态环境下的误差标定补偿方法

摘要

本发明给出了一种MEMS-IMU中三轴加速度计动态环境下的误差标定补偿方法，其包括：使转台外框按速率模式运行；其次让Z轴回到零位，转台内框按照正弦模式运行；改变IMU的安装，分别让X轴、Y轴加速度计的敏感轴方向与天向平行，和Z轴相同的运行模式让加速度计敏感动态加速度和动态角速度；记录下三个轴向加速度计的输出数据，进行分析处理，可以得到MEMS-IMU中三轴加速度计的安装误差，标定系数，零点漂移以及动态角速度对加速度计的影响因子。本方法简单易实现，对MEMS-IMU系统精度提高明显，特别适用于应用低成本、低精度MEMS加速度计的系统中。

主权项

一种基于微电子机械系统MEMS惯性测量单元IMU中加速度计动态环境下的误差标定补偿方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将三轴加速度计安装在双轴转台的基座上，Z加速度计和X加速度计的敏感轴分别指向转台的外框和内框，转台外框指天向，内框指北向，Y加速度计的敏感轴自动指西向；（2）待IMU预热一段时间之后，固定转台内框，将转台外框设定为速率模式，速率为ω，此时Z加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间，同步采集Y加速度计输出aayz和Z加速度计输出aazz；（3）转台内框转动90度后保持静止，将转台外框设定为速率模式，角速率同为ω，此时Z加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间，同步采集X加速度计输出aaxz；（4）转台外框指天向且保持静止，将转台内框设定为幅值为A，频率为f的正弦速率模式，同步采集转台内框角速率ωz、X加速度计输出aωxz、Y加速度计输出aωyz和Z加速度计输出aωzz；（5）调整IMU三个加速计的指向，使Y加速度计指向外框，X加速度计指向内框，Z加速度计指向东向，固定转台内框，将转台外框设定为速率模式，角速率同为ω，此时Y加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间；同步采集Y加速度计输出aayy和Z加速度计输出aazy；（6）转台内框转动90度后保持静止，将转台外框设定为速率模式，角速率同为ω，此时Y加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间，同步采集X加速度计输出aaxy；（7）转台外框指天向且保持静止，将转台内框设定同为幅值为A，频率为f的正弦速率模式，同步采集转台内框角速率ωy、X加速度计输出aωxy、Y加速度计输出aωyy和Z加速度计输出aωzy；（8）调整IMU三个加速计的指向，使X加速度计指向外框，Y加速度计指向内框，Z加速度计指向东向，固定转台内框，将转台外框设定为速率模式，角速率同为ω，此时X加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间，同步采集X加速度计输出aaxx和Z加速度计输出aazx；（9）转台内框转动90度后保持静止，将转台外框设定为速率模式，角速率同为ω，此时X加速度计敏感动态加速度a=g·cos(ωt)，其中g为当地地球重力加速度、t为转台运行时间，同步采集Y加速度计输出aayx；（10）转台外框指天向且保持静止，将转台内框设定同为幅值为A，频率为f的正弦速率模式，同步采集转台内框角速率ωx、X加速度计输出aωxx、Y加速度计输出aωyx和Z加速度计输出aωzx。