CN111595309A - 一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统及方法 - Google Patents

一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111595309A
CN111595309A CN202010334445.9A CN202010334445A CN111595309A CN 111595309 A CN111595309 A CN 111595309A CN 202010334445 A CN202010334445 A CN 202010334445A CN 111595309 A CN111595309 A CN 111595309A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gyroscope
micromechanical
data
improving
reference table
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
CN202010334445.9A
Other languages
English (en)
Inventor
邓屹
李海瑜
马世业
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.)
Cpi Electric Power Engineering Co ltd
Original Assignee
Cpi Electric Power Engineering 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 Cpi Electric Power Engineering Co ltd filed Critical Cpi Electric Power Engineering Co ltd
Priority to CN202010334445.9A priority Critical patent/CN111595309A/zh
Publication of CN111595309A publication Critical patent/CN111595309A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/12—Instruments for setting out fixed angles, e.g. right angles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects

Abstract

本发明涉及一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统及方法，属于海上风电设备检测技术领域。包括待测物、测试用微机械陀螺仪、参考台面、参考微机械陀螺仪和计算机；待测物表面设有测试用微机械陀螺仪；待测物附近位置设有能够保持稳定水平的参考台面，参考台面上设有参考微机械陀螺仪；测试用微机械陀螺仪和参考微机械陀螺仪与计算机连接。本发明提供了一种基于降低零点漂移噪声以提升微机械陀螺仪测量精度的方法，通过将在实际待测表面工作的测试微机械陀螺仪测量数据，与1个或多个处在同样工作环境条件下且固定于静止水平面的微机械陀螺仪数据进行计算和处理，降低微机械陀螺仪的零点漂移噪声，从而提高垂直度测量精度。

Description

一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统及 方法
技术领域
本发明涉及一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统及方法，属于海上风电设备检测技术领域。
背景技术
海上风电场的基础结构、塔筒或者机舱等的垂直度检测是海上风电施工和运维的一项重要内容。由于海上风电场海面波动的问题，在陆上风电项目中普遍采用的架设全站仪进行检测的方法不适用于海上风电设施垂直度检测。针对海上风电垂直度检测的问题，现有的已知技术解决方案包括：1.应用铅锤等物理方法，通过比对和测量偏差角度方式进行测量。该技术方案存在的缺点主要有：a)存在观测精度受环境和观测人等因素的影响；b)无法实现阶段性监测和自动数据记录。以上缺点是由技术方案本身的设计及硬件所决定，无法通过简单调整解决。2.应用微机械陀螺仪(MEMS gyroscope)进行检测，微机械陀螺仪的工作原理是利用柔软的弹性结构将振动物体悬挂在基底之上，由相互正交的振动和转动引起交变科里奥利力，通过传感器检测科里奥利力所对应的电学量的变化，即可计算出所引起的转动角速度等参数。转动角速度可进一步计算得出诸如微机械陀螺仪所处平面的各维度角度变化。
在风电场建设及其他工程项目的建设过程中，需要针对主要结构件的垂直度、旋转角速度等参数进行测量。利用微机械陀螺仪是一种较为便捷和可靠的检测手段。然而由于微机械陀螺仪的原理、结构及使用环境等因素影响，即使在静止平面上进行测量，也会产生一定的零点漂移，导致测试精度的降低。所以本技术领域需要解决应用微机械陀螺仪对主要海上结构件的垂直度、旋转角速度等参数进行测量时，如何提高垂直度测量精度的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为解决应用微机械陀螺仪对主要海上结构件的垂直度、旋转角速度等参数进行测量时，如何提高垂直度测量精度的技术问题。
为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统，包括待测物、测试用微机械陀螺仪、参考台面、参考微机械陀螺仪和计算机；所述待测物表面设有测试用微机械陀螺仪；待测物附近位置设有能够保持稳定水平的参考台面，所述参考台面上设有一个参考微机械陀螺仪；所述测试用微机械陀螺仪和参考微机械陀螺仪与计算机连接。
优选地，所述待测物和参考台面设于工作环境条件接近的外部环境条件下。
优选地，所述参考台面和参考微机械陀螺仪的数量设于大于等于1。
本发明提供一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统在海上风电场垂直度监测上的应用。
本发明提供一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的方法，包括以下步骤：
步骤1：在待测物表面上固定放置测试用微机械陀螺仪，在工作环境条件接近的位置放置1个能够保持稳定水平的参考台面，并在其上固定放置1个参考微机械陀螺仪，增加参考陀螺仪的数量有助于本方法对于测量精度提升的效果；
步骤2：将所有陀螺仪数据传送至计算机；
步骤3：通过数据处理软件对所有参考微机械陀螺仪数据进行汇总，并对汇总数据进行高斯平滑处理；
步骤4：通过数据处理软件将测试用微机械陀螺仪数据与步骤3平滑处理后的数据进行相消；
步骤5：通过数据处理软件对步骤4获得的数据通过移动中位数方法进行数据平滑处理；
步骤6：获得经过校正的测量数据。
优选地，所述的步骤1中在工作环境条件接近的位置放置多个能够保持稳定水平的参考台面，并在其上固定放置1个参考微机械陀螺仪，增加参考陀螺仪的数量有助于提升测量精度的效果；所述参考台面和参考微机械陀螺仪的数量设于大于等于1。
优选地，所述的步骤2中通过有线或无线的方法，将所有陀螺仪数据传送至计算机。
优选地，所述的步骤3、步骤4和步骤5中应用的数据处理软件设为Matlab软件。
优选地，所述的步骤3对汇总数据进行高斯平滑处理时，使用Matlab软件的smoothdata函数或类似功能函数进行处理。
优选地，所述的步骤5中对步骤4获得的数据通过移动中位数方法进行数据平滑处理时，使用Matlab软件的movmedian函数或类似功能函数进行处理。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种基于降低零点漂移噪声以提升微机械陀螺仪测量精度的方法。本发明通过将在实际待测表面工作的测试微机械陀螺仪测量数据，与1个或多个处在同样工作环境条件下且固定于静止水平面的微机械陀螺仪数据进行计算和处理，降低微机械陀螺仪的零点漂移噪声，从而提高测量的精度。
附图说明
图1为本发明一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统结构示意图；
附图标记：1.待测物2.测试用微机械陀螺仪3.参考台面4.参考微机械陀螺仪5.计算机；
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
如图1所示，本发明提供一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统，包括待测物1、测试用微机械陀螺仪2、参考台面3、参考微机械陀螺仪4和计算机5；待测物1表面设置有测试用微机械陀螺仪2；待测物1附近位置设有能够保持稳定水平的参考台面3，参考台面3上设置有一个参考微机械陀螺仪4；测试用微机械陀螺仪2和参考微机械陀螺仪4与计算机5连接。待测物1和参考台面3设于工作环境条件接近的外部环境条件下。参考台面3和参考微机械陀螺仪4的数量设于大于等于1。本发明提供一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统可以应用在海上风电场垂直度监测上。
本发明提供一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的方法，包括以下步骤：
步骤1：在待测物1表面上固定放置测试用微机械陀螺仪2，在工作环境条件接近的位置放置1个能够保持稳定水平的参考台面3，并在其上固定放置1个参考微机械陀螺仪4；或者在工作环境条件接近的位置放置多个能够保持稳定水平的参考台面3，并在其上固定放置1个参考微机械陀螺仪4，增加参考陀螺仪4的数量有助于提升测量精度的效果；参考台面3和参考微机械陀螺仪4的数量设于大于等于1。
步骤2：通过有线或无线的方法，将所有陀螺仪数据传送至计算机5；
步骤3：通过数据处理软件对所有参考微机械陀螺仪4的数据进行汇总，数据处理软件选用Matlab软件；并对汇总数据进行高斯平滑处理，使用Matlab软件的smoothdata函数或类似功能函数进行处理；
步骤4：通过数据处理软件将测试用微机械陀螺仪2数据与步骤3平滑处理后的数据进行相消；应用的数据处理软件选用Matlab软件；
步骤5：通过数据处理软件对步骤4获得的数据通过移动中位数方法进行数据平滑处理；应用的数据处理软件选用Matlab软件，使用Matlab软件的movmedian函数或类似功能函数进行处理。
步骤6：获得经过校正的测量数据。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统，其特征在于：包括待测物、测试用微机械陀螺仪、参考台面、参考微机械陀螺仪和计算机；所述待测物表面设有测试用微机械陀螺仪；待测物附近位置设有能够保持稳定水平的参考台面，所述参考台面上设有一个参考微机械陀螺仪；所述测试用微机械陀螺仪和参考微机械陀螺仪与计算机连接。
2.如权利要求1所述的一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统，其特征在于：所述待测物和参考台面设于工作环境条件接近的外部环境条件下。
3.如权利要求2所述的一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统，其特征在于：所述参考台面和参考微机械陀螺仪的数量设于大于等于1。
4.权利要求1-3中任一项所述的一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统在海上风电场垂直度监测上的应用。
5.一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在待测物表面上固定放置测试用微机械陀螺仪，在工作环境条件接近的位置放置1个能够保持稳定水平的参考台面，并在其上固定放置1个参考微机械陀螺仪；
步骤2：将所有陀螺仪数据传送至计算机；
步骤3：通过数据处理软件对所有参考微机械陀螺仪数据进行汇总，并对汇总数据进行高斯平滑处理；
步骤4：通过数据处理软件将测试用微机械陀螺仪数据与步骤3平滑处理后的数据进行相消；
步骤5：通过数据处理软件对步骤4获得的数据通过移动中位数方法进行数据平滑处理；
步骤6：获得经过校正的测量数据。
6.如权利要求5所述的一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的方法，其特征在于：所述的步骤1中在工作环境条件接近的位置放置多个能够保持稳定水平的参考台面，并在其上固定放置1个参考微机械陀螺仪，增加参考陀螺仪的数量有助于提升测量精度的效果；所述参考台面和参考微机械陀螺仪的数量设于大于等于1。
7.如权利要求5所述的一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的方法，其特征在于：所述的步骤2中通过有线或无线的方法，将所有陀螺仪数据传送至计算机。
8.如权利要求5所述的一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的方法，其特征在于：所述的步骤3、步骤4和步骤5中应用的数据处理软件设为Matlab软件。
9.如权利要求8所述的一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的方法，其特征在于：所述的步骤3对汇总数据进行高斯平滑处理时，使用Matlab软件的smoothdata函数或类似功能函数进行处理。
10.如权利要求8所述的一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的方法，其特征在于：所述的步骤5中对步骤4获得的数据通过移动中位数方法进行数据平滑处理时，使用Matlab软件的movmedian函数或类似功能函数进行处理。
CN202010334445.9A 2020-04-24 2020-04-24 一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统及方法 Pending CN111595309A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010334445.9A CN111595309A (zh) 2020-04-24 2020-04-24 一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010334445.9A CN111595309A (zh) 2020-04-24 2020-04-24 一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111595309A true CN111595309A (zh) 2020-08-28

Family

ID=72183568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010334445.9A Pending CN111595309A (zh) 2020-04-24 2020-04-24 一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111595309A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112325808A (zh) * 2020-11-03 2021-02-05 北京石油化工学院 一种基于多psd的平面度实时校准补偿测量方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045366A1 (fr) * 2003-11-04 2005-05-19 Eads Astrium Sas Controle d'attitude de satellites en particulier agiles a nombre reduit de gyrodynes
CN101158582A (zh) * 2007-10-25 2008-04-09 北京航空航天大学 一种mems陀螺仪的差分测量方法
CN101738203A (zh) * 2009-12-08 2010-06-16 北京航空航天大学 挠性陀螺仪静态漂移零次和一次加速度相关项误差模型最优位置标定方法
CN105675015A (zh) * 2016-01-08 2016-06-15 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种微机械陀螺仪零偏自动消除方法
CN106884645A (zh) * 2015-12-16 2017-06-23 航天科工惯性技术有限公司 陀螺测斜仪的标定方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045366A1 (fr) * 2003-11-04 2005-05-19 Eads Astrium Sas Controle d'attitude de satellites en particulier agiles a nombre reduit de gyrodynes
CN101158582A (zh) * 2007-10-25 2008-04-09 北京航空航天大学 一种mems陀螺仪的差分测量方法
CN101738203A (zh) * 2009-12-08 2010-06-16 北京航空航天大学 挠性陀螺仪静态漂移零次和一次加速度相关项误差模型最优位置标定方法
CN106884645A (zh) * 2015-12-16 2017-06-23 航天科工惯性技术有限公司 陀螺测斜仪的标定方法
CN105675015A (zh) * 2016-01-08 2016-06-15 中国电子科技集团公司第二十六研究所 一种微机械陀螺仪零偏自动消除方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112325808A (zh) * 2020-11-03 2021-02-05 北京石油化工学院 一种基于多psd的平面度实时校准补偿测量方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109863299B (zh) 确定风力涡轮机塔架倾斜角
CN111220123B (zh) 基础环倾斜角监测系统及方法
JP5916865B2 (ja) 塔状構造物の傾斜を求める方法
WO2020088242A1 (zh) 一种桩身垂直度检测装置
CN102062589A (zh) 基于光纤陀螺仪的角位移测量装置及方法
CN104155054A (zh) 一种基于气浮扭摆台的转动惯量的频域检测方法
CN110702110A (zh) 一种基于无迹卡尔曼滤波的舰船升沉运动测量方法
CN111595309A (zh) 一种利用多个微机械陀螺仪提升垂直度测量精度的系统及方法
CN104090126B (zh) 一种加速度计带宽的测试方法
CN107063181B (zh) 复杂环境下多功能调试台的水平倾角的测量方法及装置
CN111829503A (zh) 一种光纤陀螺阈值测试方法及装置
CN109374171B (zh) 用于检测在役斜拉索索力的方法
CN102636184A (zh) 无角运动环境下基于离心机的挠性陀螺比力敏感项标定方法
CN108225377B (zh) 一种通信铁塔倾角测量系统的性能测试方法
CN108917789B (zh) 一种基于俯仰轴和横滚轴相对夹角的倾角仪正交性评估方法
CN110542430B (zh) 一种惯性测量单元大动态性能测试装置及方法
CN111854917A (zh) 一种基于机器视觉的非接触式扭振测量方法
CN103592093B (zh) 消防车臂架末端振动测量设备、方法、系统、以及消防车
CN108036756B (zh) 一种利用加速度计进行双轴旋转惯性测量装置相邻轴线垂直度检查的方法
CN106950129B (zh) 高桩码头结构水平承载力的动力检测方法
CN204329960U (zh) 基于重锤的倾角动态测量装置
CN102607590A (zh) 一种基于光纤监测的挠性陀螺过载项抗干扰测试装置
CN105068157A (zh) 对边界层风廓线雷达探测风速风向数据精度的验证方法
CN103759710A (zh) 用于测量曲臂惯性系统中曲臂倾角的方法和倾角传感器
Plaza et al. Triaxial accelerometer based azimuth estimator for horizontal axis wind turbines

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
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 200233 No. 7, Lane 888, Tianlin Road, Minhang District, Shanghai

Applicant after: Shanghai Energy Technology Development Co.,Ltd.

Address before: 201100 No. 7, Lane 888, Tianlin Road, Xuhui District, Shanghai

Applicant before: CPI ELECTRIC POWER ENGINEERING CO.,LTD.

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200828