CN108663067A - 一种运动传感器的自适应校准方法和系统 - Google Patents

一种运动传感器的自适应校准方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108663067A
CN108663067A CN201710202295.4A CN201710202295A CN108663067A CN 108663067 A CN108663067 A CN 108663067A CN 201710202295 A CN201710202295 A CN 201710202295A CN 108663067 A CN108663067 A CN 108663067A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motion sensor
telecontrol equipment
state
motion
zero
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710202295.4A
Other languages
English (en)
Inventor
陈发展
陈向阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ni Ziliang
Original Assignee
Hangzhou Weisheng Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Weisheng Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Hangzhou Weisheng Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN201710202295.4A priority Critical patent/CN108663067A/zh
Publication of CN108663067A publication Critical patent/CN108663067A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass

Abstract

本发明提出一种运动传感器的自适应校准方法，包括：S1，在运动装置工作过程中，采集运动装置的角速度数据和加速度数据，其中，所述运动装置具有用于测量角速度的第一运动传感器和用于测量加速度的第二运动传感器；S2，通过所述角速度数据和加速度数据确定运动装置当前的运动状态；S3，通过当前的运动状态实时判断当前的状态是否满足校准条件，所述校准条件包括：运动装置呈现静止状态、匀速运动状态或匀速角运动状态；S4，如果满足校准条件，根据当前计算出的运动状态对传感器数据进行补偿修正。本发明还对应提出一种运动传感器的自适应校准系统。本发明实现了运动装置根据情况自动进行运动传感器的校准工作，克服了以往对校准场地的限制。

Description

一种运动传感器的自适应校准方法和系统
技术领域
本发明涉及运动传感器校准技术，更具体的，涉及一种运动传感器的自适应校准方法和系统。
背景技术
目前市场上的云台、无人机所使用的陀螺仪、加速度计等传感器均存在零漂现象，设备在出厂前或者后期用户在使用的过程中必须经过特定的方式对传感器进行校准才能正常使用。
一般采用的校准方法为：无人机以及云台系统在运行的过程中，处理器不断地采集从陀螺仪以及加速度计获取数据。将这些数据进行融合，得到当前无人机以及云台的姿态、位置等信息。但是处理器所获取到的数据并不是完全正确的，而是包含了一些零点偏移量，而这个偏移量必须进行校准才能使用。因此，校准时将无人机停止运动，放在已知角度的静止平台上，然后运行校准算法校准零漂。但是在无人机及云台的生命周期内需要多次校准零漂，出厂前已知角度的静止平台是很容易找到，但是普通用户校准却产生了难题。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明提出一种运动传感器的自适应校准方法，包括：
S1，在运动装置工作过程中，采集运动装置的角速度数据和加速度数据，其中，所述运动装置具有用于测量角速度的第一运动传感器和用于测量加速度的第二运动传感器；
S2，通过所述角速度数据和加速度数据确定运动装置当前的运动状态；
S3，通过当前的运动状态实时判断当前的状态是否满足校准条件，所述校准条件包括：运动装置呈现静止状态、匀速运动状态或匀速角运动状态；
S4，如果满足校准条件，根据当前计算出的运动状态对传感器数据进行补偿修正。
本发明还提出一种运动传感器的自适应校准系统，包括：。
数据采集器，数据采集器连接到运动装置的第一运动传感器和第二运动传感器，接收第一运动传感器采集的角速度数据和第二运动传感器采集的加速度数据；
数据融合装置，数据融合装置根据数据采集器采集的角速度和加速度确定运动装置当前的运动状态；
判断装置，判断装置通过当前的运动状态实时判断当前的状态是否满足校准条件，所述校准条件包括：运动装置呈现静止状态、匀速运动状态或匀速角运动状态；
校准装置，如果判断装置确定的当前的运动状态满足校准条件，则校准装置根据当前计算出的运动状态对传感器数据进行补偿修正。
本发明的有益效果包括：
可以实现运动装置根据情况自动进行运动传感器的校准工作，不需要厂家及用户费时费力寻找合适的场地进行校准工作。
附图说明
图1为本发明的运动传感器的自适应校准方法的流程图。
图2为本发明的运动传感器的自适应校准系统的原理结构图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施方式，其中相同的部件用相同的附图标记表示。
如图1所示，本发明的方法包括：
S1，在运动装置工作过程中，采集运动装置的角速度数据和加速度数据。其中，所述运动装置具有用于测量角速度的第一运动传感器和用于测量加速度的第二运动传感器。所述第一运动传感器例如为陀螺仪，所述第二运动传感器例如为加速度计。
S2，通过所述角速度数据和加速度数据确定运动装置当前的运动状态。所述运动状态包括：运动速度、角速度、加速度、振动能量密度等信息。
S3，通过当前的运动状态实时判断当前的状态是否满足校准条件(即可以进行运动传感器的校准的条件)。所述校准条件包括：运动装置呈现静止状态、匀速运动状态或匀速角运动状态。
校准条件为以下三种情况，条件一：静止状态，此时，运动装置的运动速度为零，角速度为零，加速度为零，震动能量小于阈值。条件二：匀速运动状态，此时，运动装置的运动速度为常数，角速度为零，加速度为零，震动能量小于阈值。条件三：匀速角运动状态，此时，运动装置的平动运动速度为零，角速度为常数，平动加速度为零，震动能量小于阈值。
S4，如果满足校准条件(如运动装置被放置在桌子上呈现静止状态)，根据当前计算出的运动状态对传感器数据进行补偿修正。
若满足条件一、二，将第一运动传感器的角速度数据向零进行收敛，同时对第一运动传感器的数据进行校准。
若满足条件三，根据运动装置观测到的转速和运动装置的关节角传感器计算出运动装置真实的角速度，并对第一运动传感器数据进行补偿及校准。
在完成第一运动传感器的数据校准之后，改变运动装置自身的姿态信息，在姿态改变的过程中，计算出第二运动传感器的轴间误差，并对第二运动传感器的零漂进行校准。
有利地，在S5，重复步骤S1-S4，直至零漂被完全消除。
如此，运动装置在使用过程中不需要用户特意找满足校准条件的场地及花费时间进行校准工作，而是在用户使用设备的过程中已经不知不觉进行了校准的过程，大大提高了用户使用设备的便利性，同时也省去了出厂校准的麻烦。
本发明还提出一种用于运动装置的自适应校准系统，如图2所示。
所述运动装置具有第一运动传感器1(例如为陀螺仪)，用于采集运动装置的角速度数据。所述运动装置还具有第一运动传感器2(例如为加速度计)，用于采集运动装置的加速度数据。
本发明的系统包括数据采集器31，数据采集器31连接到第一运动传感器1和第二运动传感器2，接收它们采集的角速度数据和加速度数据。
本发明的系统还包括数据融合装置32，数据融合装置32根据数据采集器31采集的角速度和加速度确定运动装置当前的运动状态。
本发明的系统还包括判断装置33，判断装置33通过当前的运动状态实时判断当前的状态是否满足校准条件。校准条件为以下三种任一种即可，条件一：静止状态，此时，运动装置的运动速度为零，角速度为零，加速度为零，震动能量小于阈值。条件二：匀速运动状态，此时，运动装置的运动速度为常数，角速度为零，加速度为零，震动能量小于阈值。条件三：匀速角运动状态，此时，运动装置的平动运动速度为零，角速度为常数，平动加速度为零，震动能量小于阈值。
本发明的系统还包括校准装置34，如果判断装置33确定的当前的运动状态实时判断当前的状态满足校准条件，则校准装置34根据当前计算出的运动状态对传感器数据进行补偿修正。
如果判断装置33确定满足条件一、二，则校准装置34将第一运动传感器1的角速度数据向零进行收敛，同时对第一运动传感器1的数据进行校准。如果判断装置33确定满足条件三，则校准装置34根据观测到的运动装置的转速和运动装置的关节角传感器计算出运动装置真实的角速度，并对第一运动传感器1的数据进行补偿及校准。
在完成第一运动传感器1的数据校准之后，改变运动装置自身的姿态信息，在姿态改变的过程中，校准装置34计算出第二运动传感器2的轴间误差，并对第二运动传感器2的零漂进行校准。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种运动传感器的自适应校准方法，其特征在于，包括：
S1，在运动装置工作过程中，采集运动装置的角速度数据和加速度数据，其中，所述运动装置具有用于测量角速度的第一运动传感器和用于测量加速度的第二运动传感器；
S2，通过所述角速度数据和加速度数据确定运动装置当前的运动状态；
S3，通过当前的运动状态实时判断当前的状态是否满足校准条件，所述校准条件包括：运动装置呈现静止状态、匀速运动状态或匀速角运动状态；
S4，如果满足校准条件，根据当前计算出的运动状态对传感器数据进行补偿修正。
2.根据权利要求1所述的运动传感器的自适应校准方法，其特征在于，
在S2中，所述运动状态包括：运动速度、角速度、加速度和振动能量密度。
3.根据权利要求2所述的运动传感器的自适应校准方法，其特征在于，
在S3中，所述静止状态为：运动装置的运动速度为零，角速度为零，加速度为零，震动能量小于阈值；
所述匀速运动状态为：运动装置的运动速度为常数，角速度为零，加速度为零，震动能量小于阈值；
所述匀速角运动状态为：运动装置的平动运动速度为零，角速度为常数，平动加速度为零，震动能量小于阈值。
4.根据权利要求1所述的运动传感器的自适应校准方法，其特征在于，
在S4中，若运动装置呈现静止状态或匀速运动状态，则将第一运动传感器的角速度数据向零进行收敛，同时对第一运动传感器的数据进行校准；
在S4中，若运动装置呈现匀速角运动状态，则根据观测到的运动装置的转速和运动装置的关节角传感器计算出运动装置真实的角速度，并对运动传感器数据进行补偿及校准。
5.根据权利要求4所述的运动传感器的自适应校准方法，其特征在于，
在S4中，在完成第一运动传感器的数据校准之后，改变运动装置自身的姿态信息，在姿态改变的过程中，计算出第二运动传感器的轴间误差，并对第二运动传感器的零漂进行校准。
6.一种运动传感器的自适应校准系统，其特征在于，包括：
数据采集器(31)，数据采集器(31)连接到运动装置的第一运动传感器和第二运动传感器，接收第一运动传感器采集的角速度数据和第二运动传感器采集的加速度数据；
数据融合装置(32)，数据融合装置(32)根据数据采集器(31)采集的角速度和加速度确定运动装置当前的运动状态；
判断装置(33)，判断装置(33)通过当前的运动状态实时判断当前的状态是否满足校准条件，所述校准条件包括：运动装置呈现静止状态、匀速运动状态或匀速角运动状态；
校准装置(34)，如果判断装置(33)确定的当前的运动状态满足校准条件，则校准装置(34)根据当前计算出的运动状态对传感器数据进行补偿修正。
7.根据权利要求6所述的运动传感器的自适应校准系统，其特征在于，
所述运动状态包括：运动速度、角速度、加速度和振动能量密度。
8.根据权利要求7所述的运动传感器的自适应校准系统，其特征在于，
所述静止状态为：运动装置的运动速度为零，角速度为零，加速度为零，震动能量小于阈值；
所述匀速运动状态为：运动装置的运动速度为常数，角速度为零，加速度为零，震动能量小于阈值；
所述匀速角运动状态为：运动装置的平动运动速度为零，角速度为常数，平动加速度为零，震动能量小于阈值。
9.根据权利要求6所述的运动传感器的自适应校准系统，其特征在于，
若运动装置呈现静止状态或匀速运动状态，则校准装置(34)将第一运动传感器的角速度数据向零进行收敛，同时对第一运动传感器的数据进行校准；
若运动装置呈现匀速角运动状态，则校准装置(34)根据观测到的运动装置的转速和运动装置的关节角传感器计算出运动装置真实的角速度，并对运动传感器数据进行补偿及校准。
10.根据权利要求9所述的运动传感器的自适应校准系统，其特征在于，
在完成第一运动传感器的数据校准之后，改变运动装置自身的姿态信息，在姿态改变的过程中，校准装置(34)计算出第二运动传感器的轴间误差，并对第二运动传感器的零漂进行校准。
CN201710202295.4A 2017-03-30 2017-03-30 一种运动传感器的自适应校准方法和系统 Pending CN108663067A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710202295.4A CN108663067A (zh) 2017-03-30 2017-03-30 一种运动传感器的自适应校准方法和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710202295.4A CN108663067A (zh) 2017-03-30 2017-03-30 一种运动传感器的自适应校准方法和系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108663067A true CN108663067A (zh) 2018-10-16

Family

ID=63786636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710202295.4A Pending CN108663067A (zh) 2017-03-30 2017-03-30 一种运动传感器的自适应校准方法和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108663067A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110471459A (zh) * 2019-07-17 2019-11-19 深圳市金大智能创新科技有限公司 一种云台自动化校准设备以及方法
CN110672017A (zh) * 2019-10-11 2020-01-10 大连海事大学 一种激光位移传感器振动补偿平台
WO2020107473A1 (zh) * 2018-11-30 2020-06-04 深圳市大疆创新科技有限公司 对移动平台的参数优化方法、装置及控制设备、飞行器
WO2020181492A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 SZ DJI Technology Co., Ltd. Method and apparatus for detecting radar wave offset
CN111712688A (zh) * 2019-06-28 2020-09-25 深圳市大疆创新科技有限公司 标定方法、标定设备、稳定器及计算机可读存储介质

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101886927A (zh) * 2010-06-25 2010-11-17 武汉大学 基于惯性传感器和地磁传感器的三维运动跟踪系统与方法
CN101949710A (zh) * 2010-07-28 2011-01-19 北京泰豪联星技术有限公司 Gnss辅助mems惯性传感器零偏的快速在线动态标定方法
CN102184549A (zh) * 2011-04-29 2011-09-14 韩铮 一种运动参数确定方法、装置和运动辅助设备
CN102692225A (zh) * 2011-03-24 2012-09-26 北京理工大学 一种用于低成本小型无人机的姿态航向参考系统
CN103438899A (zh) * 2013-08-22 2013-12-11 深圳市宇恒互动科技开发有限公司 补偿惯性测量系统在运动中产生的误差的方法及系统
CN103843313A (zh) * 2011-08-04 2014-06-04 谷歌公司 使用来自移动装置上的惯性导航系统的噪声信号的运动方向的确定
CN104634365A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 王亚斌 一种对空鼠内陀螺仪进行校准的方法及装置
CN105588567A (zh) * 2016-01-25 2016-05-18 北京航空航天大学 一种自动电子罗盘校准辅助式的航姿参考系统及方法
CN105675113A (zh) * 2016-03-16 2016-06-15 重庆大学 基于微型传感器的旋转机械角域振动信号获取装置和方法
CN206627124U (zh) * 2017-03-30 2017-11-10 杭州维圣智能科技有限公司 一种运动传感器的自适应校准系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101886927A (zh) * 2010-06-25 2010-11-17 武汉大学 基于惯性传感器和地磁传感器的三维运动跟踪系统与方法
CN101949710A (zh) * 2010-07-28 2011-01-19 北京泰豪联星技术有限公司 Gnss辅助mems惯性传感器零偏的快速在线动态标定方法
CN102692225A (zh) * 2011-03-24 2012-09-26 北京理工大学 一种用于低成本小型无人机的姿态航向参考系统
CN102184549A (zh) * 2011-04-29 2011-09-14 韩铮 一种运动参数确定方法、装置和运动辅助设备
CN103843313A (zh) * 2011-08-04 2014-06-04 谷歌公司 使用来自移动装置上的惯性导航系统的噪声信号的运动方向的确定
CN103438899A (zh) * 2013-08-22 2013-12-11 深圳市宇恒互动科技开发有限公司 补偿惯性测量系统在运动中产生的误差的方法及系统
CN104634365A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 王亚斌 一种对空鼠内陀螺仪进行校准的方法及装置
CN105588567A (zh) * 2016-01-25 2016-05-18 北京航空航天大学 一种自动电子罗盘校准辅助式的航姿参考系统及方法
CN105675113A (zh) * 2016-03-16 2016-06-15 重庆大学 基于微型传感器的旋转机械角域振动信号获取装置和方法
CN206627124U (zh) * 2017-03-30 2017-11-10 杭州维圣智能科技有限公司 一种运动传感器的自适应校准系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020107473A1 (zh) * 2018-11-30 2020-06-04 深圳市大疆创新科技有限公司 对移动平台的参数优化方法、装置及控制设备、飞行器
WO2020181492A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 SZ DJI Technology Co., Ltd. Method and apparatus for detecting radar wave offset
CN111712688A (zh) * 2019-06-28 2020-09-25 深圳市大疆创新科技有限公司 标定方法、标定设备、稳定器及计算机可读存储介质
WO2020258198A1 (zh) * 2019-06-28 2020-12-30 深圳市大疆创新科技有限公司 标定方法、标定设备、稳定器及计算机可读存储介质
CN110471459A (zh) * 2019-07-17 2019-11-19 深圳市金大智能创新科技有限公司 一种云台自动化校准设备以及方法
CN110672017A (zh) * 2019-10-11 2020-01-10 大连海事大学 一种激光位移传感器振动补偿平台

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108663067A (zh) 一种运动传感器的自适应校准方法和系统
CN111207774B (zh) 一种用于激光-imu外参标定的方法及系统
KR100552688B1 (ko) 관성 항법 시스템의 자세 보상 방법 및 장치, 이를 이용한관성 항법 시스템의 위치 계산 방법 및 장치
CN105628027B (zh) 一种基于mems惯性器件的室内环境精确实时定位方法
US20150177020A1 (en) Method and apparatus for data fusion of a three-axis magnetometer and three axis accelerometer
CN106225769B (zh) 一种飞行器定高方法和系统
JP6922641B2 (ja) 角速度導出装置および角速度導出方法
US10746819B2 (en) Correcting field distortion in electromagnetic position tracking systems
CN110926460A (zh) 一种基于IMU的uwb定位异常值处理方法
CN104613965B (zh) 一种基于双向滤波平滑技术的步进式行人导航方法
CN107816989B (zh) 水下机器人航向数据处理方法和装置
CN107990901B (zh) 一种基于传感器的用户方向定位方法
CN109490855A (zh) 一种车载雷达标定方法、装置及车辆
CN107843928A (zh) 一种基于网格搜索算法的炮点纠偏方法
KR20080086711A (ko) 관성항법시스템의 초기정렬 방법
CN109931952A (zh) 未知纬度条件下捷联惯导直接解析式粗对准方法
CN104819717B (zh) 一种基于mems惯性传感器组的多旋翼飞行器姿态检测方法
JP2014240266A (ja) センサドリフト量推定装置及びプログラム
US10466054B2 (en) Method and system for estimating relative angle between headings
CN108592907A (zh) 一种基于双向滤波平滑技术的准实时步进式行人导航方法
CN106197376B (zh) 基于单轴mems惯性传感器的车身倾角测量方法
CN206627124U (zh) 一种运动传感器的自适应校准系统
CN109945785A (zh) 一种平台倾角和高度实时测量方法及系统
Dichev et al. A gyro-free system for measuring the parameters of moving objects
CN109674480B (zh) 一种基于改进互补滤波的人体运动姿态解算方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201019

Address after: No.11 Chaoyang Road, Mianduhe Town, Yakeshi City, Hulunbuir City, Inner Mongolia Autonomous Region

Applicant after: Ni Ziliang

Address before: Hangzhou City, Zhejiang province 310030 Xihu District three gold Peng Dun Street No. 368, tongshuo Technology Park

Applicant before: HANGZHOU WEISHENG INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.