CN107063181B - 复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法及装置,所述测量方法包括:获取设置在调试台上的陀螺仪采集的角速度和加速度计采集的加速度;根据加速度计相对于调试台的旋转轴的距离、角速度及加速度计算基于加速度计的水平倾角;根据所述角速度确定计算基于陀螺仪的水平倾角;根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定所述调试台的线加速运行时的干扰情况及当前水平倾角;如果线加速运行的干扰大,则所述基于陀螺仪的水平倾角为当前水平倾角;否则,根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定当前水平倾角。本发明测量方法能够降低复杂环境下的干扰造成的误差,有效提高水平倾角的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及惯性测试领域,特别是涉及一种复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法及装置。
背景技术
多功能调试台是一种用于大型设备进行组装和调试的多功能操作平台,主要部分为机械平台和控制系统。机械平台可以承载大型待组装和调试的设备,并能够垂直升降和水平旋转。控制系统通过多功能调试台上的传感器输出进行监测和控制机械平台按照操作指令正常运转,并精确到达指令位置和高度。为了精确控制机械平台,我们需要精确知道平台每一时刻的位置,其中很关键的便是机械平台的水平倾角。水平倾角测量的精度直接影响控制系统对平台的控制精度。
目前,现有的多功能调试台水平倾角测量方式为基于双轴加速度计输出的测量方法。这是因为大部分多功能调试台的工作环境相对良好,基本处于准静态条件,环境干扰较小可以忽略,可以直接采用加速度计对重力加速度的敏感原理来测量水平倾角。但是,当多功能调试台处于比较恶劣的动态复杂环境中时,旋转运动产生的干扰向心加速度和线加速运动产生的干扰线加速度会对加速度计的输出产生影响,导致加速度计的输出误差增大。这进一步导致多功能调试台的水平倾角测量会产生不同程度的误差,并进而影响平台上设备组装和调试的精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法,可提高水平倾角的测量精度。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法,所述测量方法包括:
获取设置在调试台上的陀螺仪采集的角速度和加速度计采集的加速度;
根据加速度计相对于调试台的旋转轴的距离、所述角速度及加速度计算基于加速度计的水平倾角;
根据所述角速度确定计算基于陀螺仪的水平倾角;
根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定所述调试台的线加速运行时的干扰情况及当前水平倾角;如果线加速运行的干扰大,则所述基于陀螺仪的水平倾角为当前水平倾角;否则,根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定当前水平倾角。
可选的,所述基于加速度计的水平倾角的计算方法包括:
根据所述角速度和所述加速度计相对调试台的旋转轴的距离计算旋转运动导致的干扰向心加速度;
根据所述加速度对所述干扰向心加速度进行补偿,获得补偿向心加速度;
根据所述补偿向心加速度确定基于加速度计的水平倾角。
可选的,所述基于陀螺仪的水平倾角的计算方法包括:对所述陀螺仪输出的角速度进行积分。
可选的,所述确定所述调试台的线加速运行的干扰情况的方法包括:
分别计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量及所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量;
计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量与所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量的角度增量差值;
比较所述角度增量差值与设定阈值的大小确定干扰情况,当所述角度增量差值大于设定阈值时,则确定线加速运行的干扰大;否则确定线加速运行的干扰小。
可选的,根据以下公式确定当前水平倾角:
当前的水平倾角=基于陀螺仪的水平倾角,线加速运行的干扰大;
当前的水平倾角=α×基于加速度计的水平倾角+(1-α)×基于陀螺仪的水平倾角,线加速运行的干扰小;其中,α表示所述基于加速度计的水平倾角的权值。
可选的,α根据所述基于加速度计的水平倾角的角度增量及所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量确定。
可选的,所述水平倾角包括水平俯仰角和水平横滚角。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法根据陀螺仪采集的角速度和加速度计采集的加速度确定基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角,进而确定调试台的线加速运行时的干扰情况,根据线加速运行的干扰情况确定不同的当前水平倾角,从而可降低复杂环境下的干扰造成的误差,有效提高水平倾角的测量精度。
本发明的目的是提供一种复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量装置,可提高水平倾角的测量精度。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量装置,所述测量装置包括:
获取模块,与设置在调试台上的陀螺仪和加速度计连接,用于获取所述陀螺仪采集的角速度和所述加速度计采集的加速度;
第一计算模块,与所述获取模块连接,用于根据加速度计相对于调试台的旋转轴的距离、所述角速度及加速度计算基于加速度计的水平倾角;
第二计算模块,与所述获取模块连接,用于根据所述角速度计算基于陀螺仪的水平倾角;
确定模块,用于根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定所述调试台的线加速运行时的干扰情况及当前水平倾角;如果线加速运行的干扰大,则所述基于陀螺仪的水平倾角为当前水平倾角;否则,根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定当前水平倾角。
可选的,所述第一计算模块包括:
加速度计算单元,用于根据所述角速度和所述加速度计相对调试台的旋转轴的距离计算旋转运动导致的干扰向心加速度;
补偿单元,用于根据所述加速度对所述干扰向心加速度进行补偿,获得补偿向心加速度;
倾角计算单元,根据所述补偿向心加速度确定基于加速度计的水平倾角。
可选的,所述确定模块包括:
增量计算单元,用于分别计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量及所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量;
差值计算单元,用于计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量与所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量的角度增量差值;
比较单元,用于比较所述角度增量差值与设定阈值的大小确定干扰情况,当所述角度增量差值大于设定阈值时,则确定线加速运行的干扰大;否则确定线加速运行的干扰小;
倾角确定单元,与所述比较单元连接,用于根据所述比较单元的比较结果确定当前倾角。
相对于现有技术,本发明复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量装置与上述复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法的有益效果相同,在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法的流程图;
图2为本发明复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量装置的模块结构图。
符号说明:
获取模块 1 第一计算模块 2
第二计算模块 3 确定模块 4。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法,根据陀螺仪采集的角速度和加速度计采集的加速度确定基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角,进而确定调试台的线加速运行的干扰情况,根据线加速运行的干扰情况确定不同的当前水平倾角,可降低复杂环境下的干扰造成的误差,有效提高水平倾角的测量精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,本发明复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法包括:
步骤100:获取设置在调试台上的陀螺仪采集的角速度和加速度计采集的加速度;
步骤200:根据加速度计相对于调试台的旋转轴的距离、所述角速度及加速度计算基于加速度计的水平倾角;
步骤300:根据所述角速度确定计算基于陀螺仪的水平倾角;
步骤400:根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定所述调试台的线加速运行时的干扰情况及当前水平倾角;如果线加速运行的干扰大,则所述基于陀螺仪的水平倾角为当前水平倾角;否则,根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定当前水平倾角。
在步骤100中,所述调试台上安装的三个互相正交的陀螺仪(即沿x、y、z轴上各设置有一个)和两个互相垂直的加速度计,各所述陀螺仪输出的角速度分别为ω=[ωx(i)ωy(i) ωz(i)],i表示采样时刻,各所述加速度计距离调试台旋转轴的距离分别为Rx和Ry。
在步骤200中,所述基于加速度计的水平倾角的计算方法包括:
步骤210:根据所述角速度和所述加速度计相对调试台的旋转轴的距离计算旋转运动导致的干扰向心加速度。
根据以下公式确定所述干扰向心加速度:
fωy_x=ωy(i)2·Rx (1)
fωz_x=ωz(i)2·Rx (2)
fωx_y=ωx(i)2·Ry (3)
fωz_y=ωz(i)2·Ry (4);
其中,fωy_x表示为y轴的旋转运动在x轴方向产生的干扰向心加速度,fωz_x表示为z轴的旋转运动在x轴方向产生的干扰向心加速度;fωx_y表示为x轴旋转运动在y轴方向产生的干扰向心加速度,fωz_y表示为z轴的旋转运动在y轴方向产生的干扰向心加速度。
步骤220:根据所述加速度对所述干扰向心加速度进行补偿,获得补偿向心加速度。
步骤230:根据所述补偿向心加速度确定基于加速度计的水平倾角。
所述调试台上的安装的互相垂直的两个加速度计的输出的比力信息分别为f=[fx fy],补偿旋转运动引起的干扰向心加速度之后可以计算基于加速度计的水平倾角,所述水平倾角包括水平俯仰角和水平横滚角。具体如下:
其中,中θa为基于加速度计的水平俯仰角,γa为基于加速度计的水平横滚角,g为当地的重力加速度。
在步骤300中,所述基于陀螺仪的水平倾角的计算方法包括:对所述陀螺仪输出的角速度进行积分。
具体的,利用x轴和y轴上陀螺仪输出角速度进行积分计算即可得到多功能调试台的水平倾角为:
由于积分周期T较小,利用上一时刻计算的准确角度,可得基于陀螺仪计算的水平倾角为:(9)
θω(i)=θω(i-1)+ωx(i)·T (9)
γω(i)=γω(i-1)+ωy(i)·T (10)
θω为基于陀螺仪的水平俯仰角,θω(i)为第i时刻的基于陀螺仪的水平俯仰角,γω为基于陀螺仪的水平横滚角,γω(i)为第i时刻的基于陀螺仪的水平横滚角,T表示采样周期。
在步骤400中,所述确定所述调试台的线加速运行的干扰情况的方法包括:
步骤410:分别计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量及所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量。
具体的,可以根据以下公式分别确定对应的角度增量:
Δθω(i)=ωx(i)·T (11)
Δθa(i)=θa(i)-θa(i-1) (12)
Δγω(i)=ωy(i)·T (13)
Δγa(i)=γa(i)-γa(i-1) (14);
Δθω为基于陀螺仪的水平俯仰角(即x轴)的角度增量,Δγω为基于陀螺仪的水平横滚角(即y轴)的角度增量,Δθa为基于加速度计的水平俯仰角(即x轴)的角度增量,Δγa为基于加速度计的水平横滚角(即y轴)的角度增量。
步骤420:计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量与所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量的角度增量差值。
其中,所述角度增量差值包括水平俯仰角(或x轴)的角增量差值fa_x和水平横滚角(或y轴)的角增量差值fa_y,具体的:
fa_x=|Δθa-Δθω| (15)
fa_y=|Δγa-Δγω| (16)。
步骤430:比较所述角度增量差值与设定阈值的大小确定干扰情况,当所述角度增量差值大于设定阈值时,则确定线加速运行的干扰大;否则确定线加速运行的干扰小。
角增量差值fa_x和fa_y反应了线加速度干扰运动的大小情况。若线加速干扰运动较大,则fa_x和fa_y较大,同理,若线加速干扰运动较小,则fa_x和fa_y则较小。
具体的,fa_x>χx时,说明在x轴方向上加速度计输出中包含的线加速运动干扰较大,否则说明在x轴方向上加速度计输出中包含的线加速运动干扰较小;fa_y>χy时,说明在y轴方向上加速度计输出中包含的线加速运动干扰较大,否则说明在y轴方向上加速度计输出中包含的线加速运动干扰较小。其中,χx表示x轴的设定阈值,χy表示y轴的设定阈值。
进一步地,在确定线加速运动干扰情况后,根据干扰的大小确定当前水平倾角。具体的:
当前的水平倾角=基于陀螺仪的水平倾角,线加速运行的干扰大;
当前的水平倾角=α×基于加速度计的水平倾角+(1-α)×基于陀螺仪的水平倾角,线加速运行的干扰小;其中,α表示所述基于加速度计的水平倾角的权值。进一步地,α根据所述基于加速度计的水平倾角的角度增量及所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量确定。
例如,当fa_x>χx时,当前水平俯仰角θ为:
θ=θω (17);
当fa_x≤χx时,当前水平俯仰角θ为:
θ=(1-α)·θa+α·θω (18)。
在本实施例中,α(0≤α≤1)的数值根据水平俯仰角的角增量差值fa_x确定,即:
α∝|fa_x| (19);
即权值α可以根据加速度计计算倾角θa和陀螺仪计算倾角θω进行比较确定:
α∝|(θa-θω)-ωx·T| (20)。
同理,当前水平横滚角γ也可通过上述类似方法计算得到,在此不再重复说明。
陀螺仪可以测量出调试台旋转的角速度,在安装时可以知道加速度计距离调试台旋转轴的距离信息。因此,可以根据陀螺仪的输出和加速度计的安装位置信息计算得出复杂环境下旋转运动对调试台两个水平方向产生的干扰向心加速度,并在加速度计的输出中进行补偿。陀螺仪测量的角速度进行积分便可以得到旋转的角度,但是由于陀螺仪器件误差的存在不可避免,如果只用陀螺仪进行倾角测量,则测量结果会随时间不断发散。基于加速度计输出计算的水平倾角虽然补偿了干扰向心加速度,但是当存在线加速运动干扰时仍然会使得基于加速度计的倾角解算存在较大误差。通过计算两种倾角解算方法的角增量差来对线加速干扰运动进行判断和处理。若角增量差过大,则认为线加速运动干扰较大,只使用陀螺仪计算水平倾角。否则,采用互补滤波的方式对两种倾角解算结果进行数据融合,得到调试台准确的水平倾角。这样处理,一方面可以对陀螺仪误差漂移进行校正,另一方面也可以补偿加速度计的动态误差。
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)本发明复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法不仅可以在常规准静态环境下测量多功能调试台的水平倾角,也可以实现复杂动态环境下多功能调试台水平倾角的准确测量,适用范围更广,准确度更高;
(2)本复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法克服了复杂环境下倾角测量干扰大,误差难以补偿的问题,不仅对复杂环境中的旋转运动干扰误差进行了计算和补偿,同时也对线加速运动干扰误差进行了处理。通过互补滤波一方面对陀螺误差漂移进行了校正,另一方面也补偿了加速度计的动态测量误差,从而实现了复杂环境下多功能调试台水平倾角的准确测量。
本发明还提供一种复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量装置。如图2所示,本发明复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量装置包括:获取模块1、第一计算模块2、第二计算模块3及确定模块4。
其中,所述获取模块1与设置在调试台上的陀螺仪和加速度计连接,用于获取所述陀螺仪采集的角速度和所述加速度计采集的加速度;所述第一计算模块2与所述获取模块1连接,用于根据加速度计相对于调试台的旋转轴的距离、所述角速度及加速度计算基于加速度计的水平倾角;所述第二计算模块3与所述获取模块1连接,用于根据所述角速度计算基于陀螺仪的水平倾角;所述确定模块4根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定所述调试台的线加速运行时的干扰情况及当前水平倾角;如果线加速运行的干扰大,则所述基于陀螺仪的水平倾角为当前水平倾角;否则,根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定当前水平倾角。所述水平倾角包括水平俯仰角和水平横滚角
所述调试台上安装的三个互相正交的陀螺仪(即沿x、y、z轴上各设置有一个)和两个互相垂直的加速度计,各所述陀螺仪输出的角速度分别为ω=[ωx(i) ωy(i) ωz(i)],i表示采样时刻,各所述加速度计距离调试台旋转轴的距离分别为Rx和Ry。
其中,所述第一计算模块2包括加速度计算单元、补偿单元及倾角计算单元。其中,所述加速度计算单元根据所述角速度和所述加速度计相对调试台的旋转轴的距离计算旋转运动导致的干扰向心加速度;所述补偿单元根据所述加速度对所述干扰向心加速度进行补偿,获得补偿向心加速度;所述倾角计算单元根据所述补偿向心加速度确定基于加速度计的水平倾角。
具体的,所述加速度计算单元根据以下公式确定所述干扰向心加速度:
fωy_x=ωy(i)2·Rx (1)
fωz_x=ωz(i)2·Rx (2)
fωx_y=ωx(i)2·Ry (3)
fωz_y=ωz(i)2·Ry (4);
其中,fωy_x表示为y轴的旋转运动在x轴方向产生的干扰向心加速度,fωz_x表示为z轴的旋转运动在x轴方向产生的干扰向心加速度;fωx_y表示为x轴旋转运动在y轴方向产生的干扰向心加速度,fωz_y表示为z轴的旋转运动在y轴方向产生的干扰向心加速度。
所述调试台上的安装的互相垂直的两个加速度计的输出的比力信息分别为f=[fx fy],补偿旋转运动引起的干扰向心加速度之后可以计算基于加速度计的水平倾角,所述水平倾角包括水平俯仰角和水平横滚角。具体如下:
其中,中θa为基于加速度计的水平俯仰角,γa为基于加速度计的水平横滚角,g为当地的重力加速度。
所述第二计算单元3通过对所述陀螺仪输出的角速度进行积分。
具体的,利用x轴和y轴上陀螺仪输出角速度进行积分计算即可得到多功能调试台的水平倾角为:
由于积分周期T较小,利用上一时刻计算的准确角度,可得基于陀螺仪计算的水平倾角为:(9)
θω(i)=θω(i-1)+ωx(i)·T (9)
γω(i)=γω(i-1)+ωy(i)·T (10)
θω为基于陀螺仪的水平俯仰角,θω(i)为第i时刻的基于陀螺仪的水平俯仰角,γω为基于陀螺仪的水平横滚角,γω(i)为第i时刻的基于陀螺仪的水平横滚角,T表示采样周期。
可选的,所述确定模块4包括增量计算单元、差值计算单元、比较单元及倾角确定单元。其中,所述增量计算单元分别计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量及所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量;所述差值计算单元计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量与所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量的角度增量差值;所述比较单元比较所述角度增量差值与设定阈值的大小确定干扰情况,当所述角度增量差值大于设定阈值时,则确定线加速运行的干扰大;否则确定线加速运行的干扰小;所述倾角确定单元,与所述比较单元连接,用于根据所述比较单元的比较结果确定当前倾角。
具体的,当前的水平倾角=基于陀螺仪的水平倾角,线加速运行的干扰大;
当前的水平倾角=α×基于加速度计的水平倾角+(1-α)×基于陀螺仪的水平倾角,线加速运行的干扰小;其中,α表示所述基于加速度计的水平倾角的权值。本发明复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量装置采用互补滤波的方式,根据基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定当前水平倾角,可大大提高测量的真实性和准确性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法,其特征在于,所述测量方法包括:
获取设置在调试台上的陀螺仪采集的角速度和加速度计采集的加速度;
根据加速度计相对于调试台的旋转轴的距离、所述角速度及加速度计算基于加速度计的水平倾角;
根据所述角速度确定计算基于陀螺仪的水平倾角;
根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定所述调试台的线加速运行时的干扰情况及当前水平倾角;
所述确定所述调试台的线加速运行的干扰情况的方法包括:
分别计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量及所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量;
计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量与所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量的角度增量差值;
比较所述角度增量差值与设定阈值的大小确定干扰情况,当所述角度增量差值大于设定阈值时,则确定线加速运行的干扰大;否则确定线加速运行的干扰小;
如果线加速运行的干扰大,则所述基于陀螺仪的水平倾角为当前水平倾角;否则,根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定当前水平倾角。
2.根据权利要求1所述的复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法,其特征在于,所述基于加速度计的水平倾角的计算方法包括:
根据所述角速度和所述加速度计相对调试台的旋转轴的距离计算旋转运动导致的干扰向心加速度;
根据所述加速度对所述干扰向心加速度进行补偿,获得补偿向心加速度;
根据所述补偿向心加速度确定基于加速度计的水平倾角。
3.根据权利要求1所述的复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法,其特征在于,所述基于陀螺仪的水平倾角的计算方法包括:对所述陀螺仪输出的角速度进行积分。
4.根据权利要求1所述的复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法,其特征在于,根据以下公式确定当前水平倾角:
当前的水平倾角=基于陀螺仪的水平倾角,线加速运行的干扰大;
当前的水平倾角=α×基于加速度计的水平倾角+(1-α)×基于陀螺仪的水平倾角,线加速运行的干扰小;其中,α表示所述基于加速度计的水平倾角的权值。
5.根据权利要求4所述的复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法,其特征在于,α根据所述基于加速度计的水平倾角的角度增量及所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量确定。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法,其特征在于,所述水平倾角包括水平俯仰角和水平横滚角。
7.一种复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量装置,其特征在于,所述测量装置包括:
获取模块,与设置在调试台上的陀螺仪和加速度计连接,用于获取所述陀螺仪采集的角速度和所述加速度计采集的加速度;
第一计算模块,与所述获取模块连接,用于根据加速度计相对于调试台的旋转轴的距离、所述角速度及加速度计算基于加速度计的水平倾角;
第二计算模块,与所述获取模块连接,用于根据所述角速度计算基于陀螺仪的水平倾角;
确定模块,用于根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定所述调试台的线加速运行时的干扰情况及当前水平倾角;
所述确定模块包括:
增量计算单元,用于分别计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量及所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量;
差值计算单元,用于计算所述基于加速度计的水平倾角的角度增量与所述基于陀螺仪的水平倾角的角度增量的角度增量差值;
比较单元,用于比较所述角度增量差值与设定阈值的大小确定干扰大小,当所述角度增量差值大于设定阈值时,则确定线加速运行的干扰大;否则确定线加速运行的干扰小;
倾角确定单元,与所述比较单元连接,用于根据所述比较单元的比较结果确定当前倾角;
如果线加速运行的干扰大,则所述基于陀螺仪的水平倾角为当前水平倾角;否则,根据所述基于加速度计的水平倾角和基于陀螺仪的水平倾角确定当前水平倾角。
8.根据权利要求7所述的复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量装置,其特征在于,所述第一计算模块包括:
加速度计算单元,用于根据所述角速度和所述加速度计相对调试台的旋转轴的距离计算旋转运动导致的干扰向心加速度;
补偿单元,用于根据所述加速度对所述干扰向心加速度进行补偿,获得补偿向心加速度;
倾角计算单元,根据所述补偿向心加速度确定基于加速度计的水平倾角。
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