CN115453149A - 无人机中加速度计的校准方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无人机中加速度计的校准方法、装置及电子设备，包括：根据每个所述倾斜角度，确定所述无人机对应的参考加速度；在所述无人机以所述倾斜角度静止放置时，通过所述加速度计采集所述无人机对应的至少一个实测加速度；根据所述参考加速度和所述实测加速度校准所述加速度计。本发明可以减少人为因素对加速度计校准过程产生的影响，还可以显著提高加速度计的校准精度。
Description
技术领域
本发明涉及加速度计技术领域，尤其是涉及一种无人机中加速度计的校准方法、装置及电子设备。
背景技术
加速度计是无人机最重要的惯性传感器，也是导航系统进行算法融合的基础。加速度计的误差来源有：噪声、尺度因子、轴偏移，一般情况下厂家会对加速度计进行高精度的出厂标定，因此影响加速度计测量精度的主要因素为安装位置。目前加速度计一般集成在IMU元器件上，有板载和外置两种方式，IMU理想的安装位置是无人机几何中心，受限于人工安装精度，无人机出厂之前必须进行加速度计安装位置校准。
目前无人机的加速度计校准流程多采用六面静止校准方法(诸如，六面盒子法和人工六面静止法)。其中，六面盒子法无法适配不同机型的无人机，且制作长方体的成本较高；而人工六面静止法虽然能够适配不同机型，但是人工操作很难保证相邻两个面是否严格垂直，且手扶无人机很难保证真正静止一段时间，因此校准后的加速度计仍然存在精度较差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无人机中加速度计的校准方法、装置及电子设备，可以减少人为因素对加速度计校准过程产生的影响，还可以显著提高加速度计的校准精度。
第一方面，本发明实施例提供了一种无人机中加速度计的校准方法，所述无人机在预设测试台上以多个倾斜角度静止放置，所述无人机设置有加速度计，包括：根据每个所述倾斜角度，确定所述无人机对应的参考加速度；在所述无人机以所述倾斜角度静止放置时，通过所述加速度计采集所述无人机对应的至少一个实测加速度；根据所述参考加速度和所述实测加速度校准所述加速度计。
在一种实施方式中，所述根据所述参考加速度和所述实测加速度校准所述加速度计的步骤，包括：根据每个实测加速度的极值，分别识别每个所述实测加速度所对应的倾斜角度；根据每个所述倾斜角度对应的所述实测加速度，确定每个所述倾斜角度对应的均值加速度；基于所述参考加速度和每个所述倾斜角度对应的所述均值加速度，确定所述加速度计对应的目标误差模型，以基于所述加速度计误差模型校准所述加速度计。
在一种实施方式中，所述基于所述参考加速度和每个所述倾斜角度对应的所述均值加速度，确定所述加速度计对应的目标误差模型的步骤，包括：获取所述加速度计对应的初始误差模型；利用最小二乘法拟合所述初始误差模型对应的参数求解方程，并利用高斯-若尔当消元法对所述参数求解方程中的高维矩阵进行求逆运算，得到目标模型参数；基于所述目标模型参数对所述初始误差模型进行更新，得到所述加速度计对应的目标误差模型。
在一种实施方式中，在所述根据所述参考加速度和所述实测加速度校准所述加速度计的步骤之后，所述方法还包括：通过所述加速度计采集所述无人机对应的待校准加速度；对所述待校准加速度进行滤波处理，并通过所述目标误差模型更新所述滤波处理后的待校准加速度，得到所述无人机对应的校准后加速度。
在一种实施方式中，所述倾斜角度包括水平角度、第一倾斜角度和第二倾斜角度，所述水平角度所在平面、所述第一倾斜角度所在平面与所述第二倾斜角度所在平面之间两两垂直。
在一种实施方式中，所述无人机设置有无人机支撑部、无人机左臂、无人机右臂、无人机头部和无人机尾部，所述第一倾斜角度包括左倾斜角度和/或右倾斜角度，所述第二倾斜角度包括前倾斜角度和/或后倾斜角度；在所述根据每个所述倾斜角度，确定所述无人机对应的参考加速度的步骤之前，所述方法还包括：根据所述无人机支撑部与所述无人机左臂之间的相对位置关系，确定所述左倾斜角度；以及，根据所述无人机支撑部与所述无人机右臂之间的相对位置关系，确定所述右倾斜角度；以及，根据所述无人机支撑部与所述无人机头部之间的相对位置关系，确定所述前倾斜角度；以及，根据所述无人机支撑部与所述无人机尾部之间的相对位置关系，确定所述后倾斜角度。
在一种实施方式中，所述根据每个所述倾斜角度，确定所述无人机对应的参考加速度的步骤，包括：获取所述水平角度对应的水平重力加速度；基于所述水平重力加速度和预先设置的坐标系转换矩阵，分别确定所述左倾斜角度对应的左重力加速度、所述右倾斜角度对应的右重力加速度、所述前倾斜角度对应的前重力加速度、所述后倾斜角度对应的后重力加速度；根据所述水平中立加速度、所述左重力加速度、所述右重力加速度、所述前重力加速度和所述后重力加速度，得到所述无人机对应的参考加速度。
第二方面，本发明实施例还提供一种无人机中加速度计的校准装置，所述无人机在预设测试台上以多个倾斜角度静止放置，所述无人机设置有加速度计，包括：参考加速度确定模块，用于根据每个所述倾斜角度，确定所述无人机对应的参考加速度；实测加速度采集模块，用于在所述无人机以所述倾斜角度静止放置时，通过所述加速度计采集所述无人机对应的至少一个实测加速度；校准模块，用于根据所述参考加速度和所述实测加速度校准所述加速度计。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现第一方面提供的任一项所述的方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现第一方面提供的任一项所述的方法。
本发明实施例提供的一种无人机中加速度计的校准方法、装置及电子设备，无人机在预设测试台上以多个倾斜角度静止放置，无人机设置有加速度计，首先根据每个倾斜角度，确定无人机对应的参考加速度，然后在无人机以倾斜角度静止放置时，通过加速度计采集无人机对应的至少一个实测加速度，最后根据参考加速度和实测加速度校准加速度计。上述方法基于无人机的倾斜角度计算相应的参考加速度，并在无人机以倾斜角度静止放置时通过加速度计采集实测加速度，从而根据参考加速度和实测加速度对加速度计进行校准，本发明实施例不仅可以减少人为因素对加速度计校准过程产生的影响，还可以显著提高加速度计的校准精度。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种无人机中加速度计的校准方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种校准效果比对示意图；
图3为本发明实施例提供的一种水平角度下校准效果比对示意图；
图4为本发明实施例提供的一种无人机中加速度计的校准装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
目前无人机的加速度计校准流程多采用六面静止校准方法，该方法以长方体的六个面为参考，需要将无人机水平、倒立、机头向上、机头向下、左侧向上、左侧向下旋转，并在每个方向静止一段时间，实际操作难度较大，相邻两个面是否严格垂直将直接影响校准精度。目前精度最高的校准方法是六面盒子法：预设基准平面，把无人机固定在一个长方体中，旋转长方体并保证六个面都在基准平面上静止一段时间，缺点是无法适配不同机型的无人机，且制作长方体的成本较高。目前最广泛的校准方法是人工六面静止法：预设基准平面，人工旋转无人机的六个面在基准平面上静止一段时间，虽然能够适配不同机型，但是人工操作很难保证相邻两个面是否严格垂直，且手扶无人机很难保证真正静止一段时间，因此精度较差。
基于此，本发明实施提供了一种无人机中加速度计的校准方法、装置及电子设备，可以减少人为因素对加速度计校准过程产生的影响，还可以显著提高加速度计的校准精度。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种无人机中加速度计的校准方法进行详细介绍，无人机在预设测试台上以多个倾斜角度静止放置，无人机设置有加速度计，参见图1所示的一种无人机中加速度计的校准方法的流程示意图，该方法主要包括以下步骤S102至步骤S106：
步骤S102，根据每个倾斜角度，确定无人机对应的参考加速度。其中，参考加速度是基于当地的重力加速度计算得到的，倾斜角度也即为倾斜参考面与水平面之间的夹角，倾斜角度与无人机的硬件结构相关，示例性的，假设将无人机支撑部(诸如机腿)与无人机左臂作为支点，将无人机倾斜放置于水平测试平台上，此时即可基于无人机支撑部的尺寸参数和无人机左臂的尺寸参数，确定得到左倾斜参考面与水平面之间的夹角(也即，左倾斜角度)，且倾斜过程中无需人为手扶无人机。在一种实施方式中，可以确定无人机在各个倾斜角度下的重力加速度，并将各个倾斜角度下的重力加速度作为参考加速度。
步骤S104，在无人机以倾斜角度静止放置时，通过加速度计采集无人机对应的至少一个实测加速度。其中，实测加速度也即校准前由加速度计采集的加速度。示例性的，假设将无人机支撑部(诸如机腿)与无人机左臂作为支点，将无人机倾斜放置于水平测试平台上，也即无人机以左倾斜角度静止放置，静止放置持续预设时长(诸如5s)，则在预设时长内通过加速度计采集多个实测加速度。
步骤S106，根据参考加速度和实测加速度校准加速度计。在一种实施方式中，可以根据参考加速度和每个倾斜角度对应的实测加速度，确定加速度计对应的目标误差模型，从而基于该目标误差模型对加速度计采集的加速度进行校准，以提高加速度计输出的加速度的准确度。
本发明实施例提供的无人机中加速度计的校准方法，基于无人机的倾斜角度计算相应的参考加速度，并在无人机以倾斜角度静止放置时通过加速度计采集实测加速度，从而根据参考加速度和实测加速度对加速度计进行校准，本发明实施例不仅可以减少人为因素对加速度计校准过程产生的影响，还可以显著提高加速度计的校准精度。
在一种实施方式中，倾斜角度包括水平角度、第一倾斜角度和第二倾斜角度，水平角度所在平面、第一倾斜角度所在平面与第二倾斜角度所在平面之间两两垂直。在一种具体的实施方式，无人机设置有无人机支撑部、无人机左臂、无人机右臂、无人机头部和无人机尾部，第一倾斜角度包括左倾斜角度和/或右倾斜角度，第二倾斜角度包括前倾斜角度和/或后倾斜角度。示例性的，当以无人机支撑部(诸如机腿)与无人机左臂作为支点，将无人机倾斜放置于水平测试平台上，也即无人机以左倾斜角度静止放置；当无以无人机支撑部与无人机右臂作为支点，将无人机倾斜放置于水平测试平台上，也即无人机以右倾斜角度静止放置；当无以无人机支撑部与无人机头部作为支点，将无人机倾斜放置于水平测试平台上，也即无人机以前倾斜角度静止放置；当无以无人机支撑部与无人机尾部作为支点，将无人机倾斜放置于水平测试平台上，也即无人机以后倾斜角度静止放置。
在前述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种确定倾斜角度的实施方式，具体的：(1)根据无人机支撑部与无人机左臂之间的相对位置关系，确定左倾斜角度；(2)根据无人机支撑部与无人机右臂之间的相对位置关系，确定右倾斜角度；(3)根据无人机支撑部与无人机头部之间的相对位置关系，确定前倾斜角度；(4)根据无人机支撑部与无人机尾部之间的相对位置关系，确定后倾斜角度。为便于理解，本发明实施例以左倾斜角度为例，当无人机以左倾斜角度静止放置时，无人机支撑部、无人机左臂和无人机几何中心之间呈三角形，根据无人机支撑部的尺寸参数、无人机左臂的尺寸参数和无人机几何中心的位置，即可计算得到左倾斜角度。右倾斜角度、前倾斜角度和后倾斜角度的计算过程均可参见前述左倾斜角度的计算过程，本发明实施例对此不在进行赘述。可选的，上述尺寸参数均可通过无人机设计图纸获知，也可以通过人工测量各个结构的尺寸参数。
三轴加速度计是测量物体比力的一种惯性测量单元，当加速度计保持静止时，能够感知重力加速度，这是加速度计校准的基本原理。基于此，本发明实施例还提供了一种根据每个倾斜角度，确定无人机对应的参考加速度的实施方式，参见如下步骤a至步骤c：
步骤a，获取水平角度对应的水平重力加速度。示例性的，选择四旋翼无人机的五个参考面：水平角度、左倾斜角度β1、右倾斜角度β2、前倾斜角度β3、后倾斜角度β4，其中，水平重力加速度记为a0＝[0 0 g]T，g为当地重力加速度。
步骤b，基于水平重力加速度和预先设置的坐标系转换矩阵，分别确定左倾斜角度对应的左重力加速度、右倾斜角度对应的右重力加速度、前倾斜角度对应的前重力加速度、后倾斜角度对应的后重力加速度。在一种实施方式中，某倾斜角度的重力加速度
代表了地球固连坐标系到机体坐标系的转换矩阵(也即，上述坐标系转换矩阵)：
其中，θref和φref是参考俯仰角和参考滚转角。在具体实现时，倾斜角度与参考欧拉角的关系为：左倾时θref＝0，φref＝-β1，右倾时θref＝0，φref＝β2，前倾时θref＝-β3，φref＝0，后倾时θref＝β4，φref＝0。
步骤c，根据水平中立加速度、左重力加速度、右重力加速度、前重力加速度和后重力加速度，得到无人机对应的参考加速度。示例性的，参考加速度记为
对于前述步骤S106，本发明实施例还提供了一种根据参考加速度和实测加速度校准加速度计的实施方式，参见如下步骤1至步骤3：
步骤1，根据每个实测加速度的极值，分别识别每个实测加速度所对应的倾斜角度。本发明实施例通过对每个实测加速度对应的倾斜角度进行设置，工作人员在放置无人机时，可以无视各个倾斜角度的放置顺序，从而可以减轻工作人员的工作量。
步骤2，根据每个倾斜角度对应的实测加速度，确定每个倾斜角度对应的均值加速度。示例性的，把无人机倾斜放在测试台上，分别记录在四个倾斜角度静止5s时的多个实测加速度，对于每个倾斜角度，基于该倾斜角度对应的多个实测加速度，计算该倾斜角度对应的均值加速度
从而去除测量过程中的噪声。
步骤3，基于参考加速度和每个倾斜角度对应的均值加速度，确定加速度计对应的目标误差模型，以基于加速度计误差模型校准加速度计。具体的，参见如下步骤3.1至步骤3.3：
步骤3.1，获取加速度计对应的初始误差模型。三轴加速度计的实际测量输出为α0＝[a0x a0y a0z]T，由于加速度计对振动非常敏感，因此校准之前先进行滤波得到af＝[afxafy afz]T，初始误差模型如下所示：
a＝Maf+B，
其中，M表示安装误差出现的微小倾斜，B表示安装偏移，Kxx、Kyy、Kzz为三轴标定因素差，δxy、δxz、δyx、δyz、δzx、δzy为三轴非正交误差。为了校准加速度计，需要估计以下12个未知的模型参数：
Θ＝[Kxx δxy δxz δyx Kyy δyz δzx δzy Kzz Bx By Bz]T。
步骤3.2，利用最小二乘法拟合初始误差模型对应的参数求解方程，并利用高斯-若尔当消元法对参数求解方程中的高维矩阵进行求逆运算，得到目标模型参数。在一种实施方式，根据上述初始误差模型，建立如下优化方程：
目前加速度计校准的优化算法有最小二乘法、L-M优化算法、椭球拟合算法等，L-M优化算法和椭球拟合算法都以比力的模长为目标，不是最优解。最小二乘法是最优无偏估计，缺点是估计参数太多时计算量较大，高维矩阵求逆运算采用Gauss-Jordan消元法可以大幅度降低运算量。加速度计校准参数的最小二乘最优估计为：
其中，
步骤3.3，基于目标模型参数对初始误差模型进行更新，得到加速度计对应的目标误差模型。
在加速度计校准技术后，可以利用加速度计采集无人机的加速度，具体的：通过加速度计采集无人机对应的待校准加速度，对待校准加速度进行滤波处理，并通过目标误差模型更新滤波处理后的待校准加速度，得到无人机对应的校准后加速度。在具体实现时，将滤波处理后的待校准加速度输入至上述目标误差模型，即可得到相应的校准后加速度。本发明实施例可以显著提高加速度计输出的加速度的精度，诸如图2所示的一种校准效果比对示意图，以及图3所示的一种水平角度下校准效果比对示意图。
为便于对前述实施例提供的无人机中加速度计的校准方法进行理解，本发明实施例提供了一种无人机中加速度计的校准方法的应用示例，参见如下(一)至(七)：
(一)建立一个水平基准面作为测试台。
()二根据无人机的设计图纸，计算出准确的四个倾斜角度β1、β2、β3和β4。
(三)把无人机水平放在测试台上，记录在第一个参考面静止5s的均值
(四)把无人机倾斜放在测试台上，记录在四个倾斜参考面静止5s的均值
(五)根据加速度测量值每个坐标轴的极性和大小判断参考面，根据倾斜角度与参考欧拉角的关系计算旋转矩阵
进一步得到参考加速度aref。
(六)根据参数求解方程计算校准参数
以得到参数M和B。
(七)更新加速度数据。校准后的数据可以用于惯导融合。
综上所述，本发明实施例提供的无人机中加速度计的校准方法，既能保证校准的精度，又能适配不同机型，也不需要人工进行复杂操作，适用于小型多旋翼无人机，提升了导航系统的测量精度。另外，由于参考加速度是根据倾斜角度计算出来的，且参考面面静止过程中没有人工参与，校准精度显著优于人工六面校准方法，操作流程更加简单快速。
对于前述实施例提供的无人机中加速度计的校准方法，本发明实施例提供了一种无人机中加速度计的校准装置，无人机在预设测试台上以多个倾斜角度静止放置，无人机设置有加速度计，参见图4所示的一种无人机中加速度计的校准装置的结构示意图，该装置主要包括以下部分：
参考加速度确定模块402，用于根据每个倾斜角度，确定无人机对应的参考加速度；
实测加速度采集模块404，用于在无人机以倾斜角度静止放置时，通过加速度计采集无人机对应的至少一个实测加速度；
校准模块406，用于根据参考加速度和实测加速度校准加速度计。
本发明实施例提供的无人机中加速度计的校准装置，基于无人机的倾斜角度计算相应的参考加速度，并在无人机以倾斜角度静止放置时通过加速度计采集实测加速度，从而根据参考加速度和实测加速度对加速度计进行校准，本发明实施例不仅可以减少人为因素对加速度计校准过程产生的影响，还可以显著提高加速度计的校准精度。
在一种实施方式中，校准模块406还用于：根据每个实测加速度的极值，分别识别每个实测加速度所对应的倾斜角度；根据每个倾斜角度对应的实测加速度，确定每个倾斜角度对应的均值加速度；基于参考加速度和每个倾斜角度对应的均值加速度，确定加速度计对应的目标误差模型，以基于加速度计误差模型校准加速度计。
在一种实施方式中，校准模块406还用于：获取加速度计对应的初始误差模型；利用最小二乘法拟合初始误差模型对应的参数求解方程，并利用高斯-若尔当消元法对参数求解方程中的高维矩阵进行求逆运算，得到目标模型参数；基于目标模型参数对初始误差模型进行更新，得到加速度计对应的目标误差模型。
在一种实施方式中，上述装置还包括加速度才加模块，用于：通过加速度计采集无人机对应的待校准加速度；对待校准加速度进行滤波处理，并通过目标误差模型更新滤波处理后的待校准加速度，得到无人机对应的校准后加速度。
在一种实施方式中，倾斜角度包括水平角度、第一倾斜角度和第二倾斜角度，水平角度所在平面、第一倾斜角度所在平面与第二倾斜角度所在平面之间两两垂直。
在一种实施方式中，无人机设置有无人机支撑部、无人机左臂、无人机右臂、无人机头部和无人机尾部，第一倾斜角度包括左倾斜角度和/或右倾斜角度，第二倾斜角度包括前倾斜角度和/或后倾斜角度；上述装置还包括倾斜角度确定模块，用于：根据无人机支撑部与无人机左臂之间的相对位置关系，确定左倾斜角度；以及，根据无人机支撑部与无人机右臂之间的相对位置关系，确定右倾斜角度；以及，根据无人机支撑部与无人机头部之间的相对位置关系，确定前倾斜角度；以及，根据无人机支撑部与无人机尾部之间的相对位置关系，确定后倾斜角度。
在一种实施方式中，参考加速度确定模块402还用于：获取水平角度对应的水平重力加速度；基于水平重力加速度和预先设置的坐标系转换矩阵，分别确定左倾斜角度对应的左重力加速度、右倾斜角度对应的右重力加速度、前倾斜角度对应的前重力加速度、后倾斜角度对应的后重力加速度；根据水平中立加速度、左重力加速度、右重力加速度、前重力加速度和后重力加速度，得到无人机对应的参考加速度。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
本发明实施例提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被所述处理器运行时执行如上所述实施方式的任一项所述的方法。
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备100包括：处理器50，存储器51，总线52和通信接口53，所述处理器50、通信接口53和存储器51通过总线52连接；处理器50用于执行存储器51中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器51可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口53(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线52可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器51用于存储程序，所述处理器50在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器50中，或者由处理器50实现。
处理器50可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器50中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器50可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器51，处理器50读取存储器51中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种无人机中加速度计的校准方法，其特征在于，所述无人机在预设测试台上以多个倾斜角度静止放置，所述无人机设置有加速度计，包括：
根据每个所述倾斜角度，确定所述无人机对应的参考加速度；
在所述无人机以所述倾斜角度静止放置时，通过所述加速度计采集所述无人机对应的至少一个实测加速度；
根据所述参考加速度和所述实测加速度校准所述加速度计。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考加速度和所述实测加速度校准所述加速度计的步骤，包括：
根据每个实测加速度的极值，分别识别每个所述实测加速度所对应的倾斜角度；
根据每个所述倾斜角度对应的所述实测加速度，确定每个所述倾斜角度对应的均值加速度；
基于所述参考加速度和每个所述倾斜角度对应的所述均值加速度，确定所述加速度计对应的目标误差模型，以基于所述加速度计误差模型校准所述加速度计。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述参考加速度和每个所述倾斜角度对应的所述均值加速度，确定所述加速度计对应的目标误差模型的步骤，包括：
获取所述加速度计对应的初始误差模型；
利用最小二乘法拟合所述初始误差模型对应的参数求解方程，并利用高斯-若尔当消元法对所述参数求解方程中的高维矩阵进行求逆运算，得到目标模型参数；
基于所述目标模型参数对所述初始误差模型进行更新，得到所述加速度计对应的目标误差模型。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述参考加速度和所述实测加速度校准所述加速度计的步骤之后，所述方法还包括：
通过所述加速度计采集所述无人机对应的待校准加速度；
对所述待校准加速度进行滤波处理，并通过所述目标误差模型更新所述滤波处理后的待校准加速度，得到所述无人机对应的校准后加速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述倾斜角度包括水平角度、第一倾斜角度和第二倾斜角度，所述水平角度所在平面、所述第一倾斜角度所在平面与所述第二倾斜角度所在平面之间两两垂直。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无人机设置有无人机支撑部、无人机左臂、无人机右臂、无人机头部和无人机尾部，所述第一倾斜角度包括左倾斜角度和/或右倾斜角度，所述第二倾斜角度包括前倾斜角度和/或后倾斜角度；在所述根据每个所述倾斜角度，确定所述无人机对应的参考加速度的步骤之前，所述方法还包括：
根据所述无人机支撑部与所述无人机左臂之间的相对位置关系，确定所述左倾斜角度；
以及，根据所述无人机支撑部与所述无人机右臂之间的相对位置关系，确定所述右倾斜角度；
以及，根据所述无人机支撑部与所述无人机头部之间的相对位置关系，确定所述前倾斜角度；
以及，根据所述无人机支撑部与所述无人机尾部之间的相对位置关系，确定所述后倾斜角度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述倾斜角度，确定所述无人机对应的参考加速度的步骤，包括：
获取所述水平角度对应的水平重力加速度；
基于所述水平重力加速度和预先设置的坐标系转换矩阵，分别确定所述左倾斜角度对应的左重力加速度、所述右倾斜角度对应的右重力加速度、所述前倾斜角度对应的前重力加速度、所述后倾斜角度对应的后重力加速度；
根据所述水平中立加速度、所述左重力加速度、所述右重力加速度、所述前重力加速度和所述后重力加速度，得到所述无人机对应的参考加速度。
8.一种无人机中加速度计的校准装置，其特征在于，所述无人机在预设测试台上以多个倾斜角度静止放置，所述无人机设置有加速度计，包括：
参考加速度确定模块，用于根据每个所述倾斜角度，确定所述无人机对应的参考加速度；
实测加速度采集模块，用于在所述无人机以所述倾斜角度静止放置时，通过所述加速度计采集所述无人机对应的至少一个实测加速度；
校准模块，用于根据所述参考加速度和所述实测加速度校准所述加速度计。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至7任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211115081.0A CN115453149A (zh) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | 无人机中加速度计的校准方法、装置及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211115081.0A CN115453149A (zh) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | 无人机中加速度计的校准方法、装置及电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115453149A true CN115453149A (zh) | 2022-12-09 |
Family
ID=84303355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211115081.0A Pending CN115453149A (zh) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | 无人机中加速度计的校准方法、装置及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115453149A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11899149B1 (en) * | 2023-04-26 | 2024-02-13 | Institute Of Geology And Geophysics, The Chinese Academy Of Sciences | Method for automatically identifying active source azimuth of planetary seismometer |
| CN118050541A (zh) * | 2023-05-10 | 2024-05-17 | 国家海洋局南海标准计量中心 | 一种基于悬空动力机构的加速度计校准方法、系统及装置 |
-
2022
- 2022-09-14 CN CN202211115081.0A patent/CN115453149A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11899149B1 (en) * | 2023-04-26 | 2024-02-13 | Institute Of Geology And Geophysics, The Chinese Academy Of Sciences | Method for automatically identifying active source azimuth of planetary seismometer |
| CN118050541A (zh) * | 2023-05-10 | 2024-05-17 | 国家海洋局南海标准计量中心 | 一种基于悬空动力机构的加速度计校准方法、系统及装置 |
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