CN109506675A - 一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法 - Google Patents

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徐梁
刘彤
张瑞光
陈国强
沈腾
韩运峥
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Abstract

本发明提出一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法，将光电吊舱连同高精度惯性稳定平台整体在高低温箱内进行温度漂移数据采集，综合反映了温度和磁场对MEMS陀螺漂移的影响并进行补偿设计。这个方法通过STM32F407处理器实现，具备自动化程度高，精度高，连续性好的特点，能够产生精确的光电吊舱温度漂移曲线，并在光电吊舱正常工作时实现自动温度漂移补偿。

Description

一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法
技术领域
本发明涉及光电吊舱控制技术领域，包括数据采集、信号处理技术，具体为一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法。
背景技术
当前微小型光电吊舱通常采用精度较低的MEMS陀螺作为惯性测量器件，对温度变化较为敏感，容易在温度变化较大的环境下自发产生方位俯仰方向的角运动影响光电吊舱的观测和操作。当前比较常用的补偿方法如下：
1、手动补偿方法，在光电吊舱的人及交互界面上设置漂移补偿按键，当工作环境温度变化时采取手动方式进行补偿，该方法在温度变化小的环境小比较适用；但当温度渐变较快时，需要经常进行补偿，影响对光电吊舱的其他功能操作。
2、通过单独对MEMS陀螺进行温度试验，监控记录数据，每隔一定温度进行一次采集，并建立查表关系，该方法试验较为简单容易实现，但是采集的数据不是建立在吊舱环境下的，由于吊舱环境内部还存在复杂的电磁场环境，也会对MEMS陀螺精度产生影响，所以简单的将MEMS陀螺放置在温控箱内进行温度试验的方法无法准确体现温度和磁场的综合作用结果，精度较低，并且还需要较多人工干预。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法，使用光电吊舱内部的控制处理器，自动完成数据的采集和存储，实时性强，无需过多的人工操作即可得到吊舱系统的温度漂移曲线，实现自动补偿。
本发明的技术方案为：
所述一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将光电吊舱安装在高精度惯性稳定平台上，所述高精度惯性稳定平台的稳定精度数量级高于光电吊舱自身稳定精度数量级；将光电吊舱和高精度惯性稳定平台共同置于高低温箱内；对光电吊舱上电，在光电吊舱内部产生实际的电磁场环境；
步骤2：控制光电吊舱进入数据采集模式：
保持高精度惯性稳定平台稳定，光电吊舱在温度采集模式下，实时采集光电吊舱内温度传感器数据；控制高低温箱温度在设定的温度范围内变化，并按照设定的温度变化步长采集光电吊舱内MEMS陀螺的输出数据作为漂移数据，得到设定的温度范围内每个温度点对应的陀螺角度漂移数据，并进行存储；
步骤3：数据采集完成后，当光电吊舱正式工作时，其内部温度传感器采集工作环境温度，并调取该温度下存储的陀螺角度漂移数据输入光电吊舱稳定控制回路中进行实时补偿。
进一步的优选方案，所述一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法，其特征在于：步骤2中在每个温度点下会采集MEMS陀螺的多个输出数据，取均值后作为该温度点下的陀螺角度漂移数据。
进一步的优选方案，所述一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法，其特征在于：步骤2中高低温箱温度变化范围为-40℃～60℃，温度变化步长为0.1℃。
有益效果
本发明提出的光电吊舱温度漂移自动补偿方法，将光电吊舱连同高精度惯性稳定平台整体在高低温箱内进行温度漂移数据采集，综合反映了温度和磁场对MEMS陀螺漂移的影响并进行补偿设计。这个方法通过STM32F407处理器实现，具备自动化程度高，精度高，连续性好的特点，能够产生精确的光电吊舱温度漂移曲线，并在光电吊舱正常工作时实现自动温度漂移补偿。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1实施方案原理框图。
图2数据采集实施方法流程图。
图3光电吊舱自动补偿流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本实施例中采用型号为STM32F407处理器，具备温度传感器接口、陀螺数据采集接口、eeprom存储器的电路板应用于光电吊舱内，完成信号采集、存储，并利用DS18B20作为温度传感器。
在光电吊舱实际使用前，将光电吊舱安装在稳定精度数量级远远高于试验吊舱的高精度惯性稳定平台上，将光电吊舱和高精度惯性稳定平台共同置于高低温箱内；再对光电吊舱上电，在光电吊舱内部产生实际的电磁场环境。
接下来控制光电吊舱进入数据采集模式：
保持高精度惯性稳定平台稳定，光电吊舱在温度采集模式下，电路板启动总线读取DS18B20温度传感器数据实时采集光电吊舱内温度；控制高低温箱温度在-40℃～60℃范围内变化，并按照0.1℃的温度变化步长采集光电吊舱内MEMS陀螺的输出数据作为漂移数据，得到设定的温度范围内每个温度点对应的陀螺角度漂移数据，并进行存储。其中设定地址A1、A2.....A1000对存储空间进行地址分配，并将相应的漂移数据T1、T2........T1000进行存储。在每个温度点下会采集MEMS陀螺的多个输出数据，如T11、T12.....T1n，则取出T1＝T11+T12.....+T1n/n。
数据采集完成后，当光电吊舱正式工作时，其内部温度传感器STM32F407周期性采集工作环境温度，并调取该温度下存储的陀螺角度漂移数据输入光电吊舱稳定控制回路中进行实时补偿。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将光电吊舱安装在高精度惯性稳定平台上，所述高精度惯性稳定平台的稳定精度数量级高于光电吊舱自身稳定精度数量级；将光电吊舱和高精度惯性稳定平台共同置于高低温箱内；对光电吊舱上电，在光电吊舱内部产生实际的电磁场环境；
步骤2：控制光电吊舱进入数据采集模式：
保持高精度惯性稳定平台稳定，光电吊舱在温度采集模式下，实时采集光电吊舱内温度传感器数据；控制高低温箱温度在设定的温度范围内变化，并按照设定的温度变化步长采集光电吊舱内MEMS陀螺的输出数据作为漂移数据，得到设定的温度范围内每个温度点对应的陀螺角度漂移数据，并进行存储；
步骤3：数据采集完成后，当光电吊舱正式工作时，其内部温度传感器采集工作环境温度，并调取该温度下存储的陀螺角度漂移数据输入光电吊舱稳定控制回路中进行实时补偿。
2.根据权利要求1所述一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法，其特征在于：步骤2中在每个温度点下会采集MEMS陀螺的多个输出数据，取均值后作为该温度点下的陀螺角度漂移数据。
3.根据权利要求2所述一种用于光电吊舱的温度漂移自动补偿方法，其特征在于：步骤2中高低温箱温度变化范围为-40℃～60℃，温度变化步长为0.1℃。
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