CN115574814A - 温度校准方法、平台、终端设备、存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温度校准方法、平台、终端设备、存储介质及电子设备，通过将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；基于采样数据计算拟合值，并基于拟合值计算均方偏差；若均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。通过载具模组对惯性测量装置进行双面加热，使其均匀受热，避免外壳变形风险，通过数据采集程序进行采样并得到拟合值及均方偏差，从而根据均方偏差判断是否校准成功，提高了惯性测量装置全温度段温度校准的效率及精确性。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及温度校准方法、平台、终端设备、存储介质及电子设备。
背景技术
伴随无人机技术的发展及应用场景的多样化，作为其重要组成部分的IMU使用已经比较普及。IMU是惯性测量装置(Inertial Measurement Unit)的简称，通常包含陀螺仪(gyroscope)和加速度计(accelerometer)两部分。IMU在温度发生变化时，其精度会产生较大的差异。一般情况下，惯性器件的工作环境不可能是恒温环境，尤其是陀螺仪的精度受其影响严重，因此，IMU的温度校准显得尤其重要。
目前无人机飞行控制器进行全温度段标定时，存在校正升温时间长、校正过程易受环境因素影响误差大的问题。而IMU测试升温时间较长，同时IMU产品在升温过程中易存在外壳变形风险，影响校正后无人机水平飞行稳定性。
因此，有必要提出一种提高IMU全温度段温度校准的效率及精确性的解决方案。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种温度校准方法、平台、终端设备、存储介质及电子设备，旨在提高IMU全温度段温度校准的效率及精确性。
为实现上述目的，本发明提供一种温度校准方法，所述温度校准方法包括：
将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；
在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；
基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；
若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。
可选地，所述将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度的步骤包括：
将所述惯性测量装置连同所述载具模组置于预设环境，以使所述惯性测量装置的温度低于所述第一温度阈值；
将所述惯性测量装置连同所述载具模组从所述预设环境转移至水平台，并检测所述惯性测量装置的温度。
可选地，所述在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据的步骤之前还包括：
判断所述惯性测量装置是否达到第一温度阈值；
若惯性测量装置未达到第一温度阈值，则判定校准失败，并返回第一错误码。
可选地，所述惯性测量装置包括加速度计和/或陀螺仪，所述启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据的步骤包括：
启动数据采集程序，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，根据所述第一温度阈值及第二温度阈值确定采样点个数及各个采样点的温度值；
读取预设温度间隔内所述加速度计和/或陀螺仪的若干个精度值；
根据所述加速度计和/或陀螺仪的若干个精度值计算对应采样点的精度平均值；
将各个采样点的温度值及对应的精度平均值作为所述采样数据。
可选地，所述若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功的步骤之前还包括：
判断所述均方偏差是否小于预设阈值；
若所述均方偏差不小于预设阈值，则判定校准失败，并返回第二错误码。
可选地，所述若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功的步骤之后还包括：
根据所述拟合值对所述惯性测量装置进行数据补偿，得到补偿测试结果；
根据所述采样数据确定绝对差值分布，并基于所述绝对差值分布确定测试上下限；
根据所述测试上下限判断所述补偿测试结果是否成功；
若所述补偿测试结果成功，则判定所述惯性测量装置校准测试完成。
可选地，所述温度校准方法还包括：
在采样过程中，检查所述惯性测量装置的振动值，若所述振动值超过预设振动阈值，则判定校准失败，并返回第三错误码；和/或，
检查预设温度间隔内读取的所述加速度计和/或陀螺仪的精度值的个数，若所述加速度计和/或陀螺仪的精度值的个数少于预设读取个数，则判定校准失败，并返回第四错误码；和/或，
检查读取的所述加速度计的精度值，若所述加速度计的精度值超过预设绝对值，则判定所述惯性测量装置不能水平放置，并返回第五错误码。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种校准平台，所述校准平台包括：
调节模块，用于将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；
采样模块，用于在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；
计算模块，用于基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；
判定模块，若所述均方偏差小于预设阈值，则用于判定校准成功。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的温度校准程序，所述温度校准程序被所述处理器执行时实现如上所述的温度校准方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明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上存储有温度校准程序，所述温度校准程序被处理器执行时实现如上所述的温度校准方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备通过如上所述的温度校准方法进行温度校准。
本发明实施例提出的一种温度校准方法、平台、终端设备、存储介质及电子设备，通过将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。通过载具模组对惯性测量装置进行双面加热，使其均匀受热，避免外壳变形风险，通过数据采集程序进行采样并得到拟合值及均方偏差，从而根据均方偏差判断是否校准成功，实现了快速精准的全温度段温度校准，提高了惯性测量装置全温度段温度校准的效率及精确性。
附图说明
图1为本发明校准平台所属终端设备的功能模块示意图；
图2为本发明温度校准方法一示例性实施例的流程示意图；
图3为图2实施例中步骤S20的具体流程示意图；
图4为本发明温度校准方法另一示例性实施例的流程示意图；
图5为本发明校准平台一实施例的结构示意图；
图6为图5中载具模组的局部截面示意图；
图7为本发明中惯性测量装置安装于底座的结构示意图；
图8为本发明中惯性测量装置安装于载具模组的结构示意图；
图9为本发明载具模组一实施例中底座的结构示意图；
图10为本发明载具模组一实施例中第一压盖的结构示意图；
图11为本发明载具模组一实施例中盖板的结构示意图；
图12为图11中盖板另一角度的结构示意图；
图13为本发明实施例中的整体流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的主要解决方案是：通过将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。通过载具模组对惯性测量装置进行双面加热，使其均匀受热，避免外壳变形风险，通过数据采集程序进行采样并得到拟合值及均方偏差，从而根据均方偏差判断是否校准成功，实现了快速精准的全温度段温度校准，提高了惯性测量装置全温度段温度校准的效率及精确性。
具体地，参照图1，图1为本发明校准平台所属终端设备的功能模块示意图。该校准平台可以为独立于终端设备的、能够进行温度校准的装置，其可以通过硬件或软件的形式承载于终端设备上。该终端设备可以为手机、平板电脑等具有数据处理功能的智能移动终端，还可以为具有数据处理功能的固定终端设备或服务器等。
在本实施例中，该校准平台所属终端设备至少包括输出模块110、处理器120、存储器130以及通信模块140。
存储器130中存储有操作系统以及温度校准程序，校准平台可以将采样数据、计算的拟合值以及均方偏差等信息存储于该存储器130中；输出模块110可为显示屏等。通信模块140可以包括WIFI模块、移动通信模块以及蓝牙模块等，通过通信模块140与外部设备或服务器进行通信。
其中，存储器130中的温度校准程序被处理器执行时实现以下步骤：
将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；
在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；
基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；
若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。
进一步地，存储器130中的温度校准程序被处理器执行时还实现以下步骤：
将所述惯性测量装置连同所述载具模组置于预设环境，以使所述惯性测量装置的温度低于所述第一温度阈值；
将所述惯性测量装置连同所述载具模组从所述预设环境转移至水平台，并检测所述惯性测量装置的温度。
进一步地，存储器130中的温度校准程序被处理器执行时还实现以下步骤：
判断所述惯性测量装置是否达到第一温度阈值；
若惯性测量装置未达到第一温度阈值，则判定校准失败，并返回第一错误码。
进一步地，存储器130中的温度校准程序被处理器执行时还实现以下步骤：
启动数据采集程序，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，根据所述第一温度阈值及第二温度阈值确定采样点个数及各个采样点的温度值；
读取预设温度间隔内所述加速度计和/或陀螺仪的若干个精度值；
根据所述加速度计和/或陀螺仪的若干个精度值计算对应采样点的精度平均值；
将各个采样点的温度值及对应的精度平均值作为所述采样数据。
进一步地，存储器130中的温度校准程序被处理器执行时还实现以下步骤：
判断所述均方偏差是否小于预设阈值；
若所述均方偏差不小于预设阈值，则判定校准失败，并返回第二错误码。
进一步地，存储器130中的温度校准程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据所述拟合值对所述惯性测量装置进行数据补偿，得到补偿测试结果；
根据所述采样数据确定绝对差值分布，并基于所述绝对差值分布确定测试上下限；
根据所述测试上下限判断所述补偿测试结果是否成功；
若所述补偿测试结果成功，则判定所述惯性测量装置校准测试完成。
进一步地，存储器130中的温度校准程序被处理器执行时还实现以下步骤：
在采样过程中，检查所述惯性测量装置的振动值，若所述振动值超过预设振动阈值，则判定校准失败，并返回第三错误码；和/或，
检查预设温度间隔内读取的所述加速度计和/或陀螺仪的精度值的个数，若所述加速度计和/或陀螺仪的精度值的个数少于预设读取个数，则判定校准失败，并返回第四错误码；和/或，
检查读取的所述加速度计的精度值，若所述加速度计的精度值超过预设绝对值，则判定所述惯性测量装置不能水平放置，并返回第五错误码。
本实施例通过上述方案，具体通过将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。通过载具模组对惯性测量装置进行双面加热，使其均匀受热，避免外壳变形风险，通过数据采集程序进行采样并得到拟合值及均方偏差，从而根据均方偏差判断是否校准成功，实现了快速精准的全温度段温度校准，提高了惯性测量装置全温度段温度校准的效率及精确性。
基于上述终端设备架构但不限于上述架构，提出本发明方法实施例。
本实施例方法的执行主体可以为一种校准平台或终端设备等，本实施例以校准平台进行举例。
参照图2，图2为本发明温度校准方法一示例性实施例的流程示意图。所述温度校准方法包括：
步骤S10，将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；
具体地，将惯性测量装置(Inertial Measurement Unit，IMU)放入载具模组的夹具中，本发明实施例中，载具模组中包括盖板及底座，盖板及底座中铺设电热丝，从而可以对IMU模组进行双向加热，基于载具模组对IMU模组进行双面加热前的步骤还包括：
将所述惯性测量装置连同所述载具模组置于预设环境，以使所述惯性测量装置的温度低于所述第一温度阈值；
将所述惯性测量装置连同所述载具模组从所述预设环境转移至水平台，并检测所述惯性测量装置的温度。
可选地，由于本发明实施例中的温度校准采样范围为-10℃～60℃，因此需要先通过低温环境对模组进行冷却，可以将IMU模组连同载具模组放入冷冻室，冷冻室设置在-40℃，冷冻25分钟后，IMU模组的温度将达到-16℃。本发明实施例中的预设温度阈值为-10℃，则IMU模组的温度低于-10℃，将IMU模组及载具模组从冷冻室一并取出后，即可放置于水平台上，上平台通过调平螺栓进行调平，保证水平度要求，调试完成后，使用水平仪校准，保证上平台角度小于0.2°。
步骤S20，在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；
进一步地，将IMU模组从低温冷冻环境取出并置于水平台上后，即可进行加热，进而判断是否达到校准条件，具体包括：
判断所述惯性测量装置是否达到第一温度阈值；
若惯性测量装置未达到第一温度阈值，则判定校准失败，并返回第一错误码。
具体地，产品在初始化后检测到IMU模组水平放置，如果温度未达到第一温度阈值(例如-10℃)，则判定校准失败，并返回对应的错误码，即第一错误码。如果温度达到第一温度阈值，则进入数据采集程序并进行采样，同时通过载具模组的盖板上的第二加热件及底座上的第一加热件对IMU模组进行加热，在加热过程中，加热器设置最大电流为3A，两面加热防止IMU模块外壳因局部温度过高而变形，加热至第二温度阈值(例如60℃)，即可停止加热，在此过程中即可得到温度阈值区间内(-10℃～60℃)若干个采样点的采样数据。
步骤S30，基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；
进一步地，获取到各个采样点的采样数据后，即可进行拟合计算，本发明实施例中的IMU模组包括加速度计及陀螺仪，根据二者的采样数据可以计算得到拟合曲线。
可选地，拟合曲线的计算公式为：y＝a0+a1*x+a2*x^2+a3*x^3，其中，x代表温度，y可以用于表示加速度计精度(m/s2)，也可以用于表示陀螺仪精度(度/s)，加速度计(acc.x，acc.y，acc.z)对应三轴的精度，陀螺仪(gyro.x，gyro.y，gyro.z)对应三轴的精度，根据各拟合值绘制六轴的精度随温度变化时原始值、均值及拟合值的变化趋势，通过对各个采样点在升温过程中的采样数据进行算法计算曲线拟合，根据各个采样点的均值与拟合值可以计算得到均方偏差，可以来判断IMU温度校准结果。
步骤S40，若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。
更进一步地，根据各个采样点的均值与拟合值计算得到均方偏差后，即可将均方偏差与预设阈值进行比较，在本发明实施例中，根据多次实验结果设定预设阈值为0.12，如果均方偏差不小于0.12，则认为拟合结果不达标，判定校准失败，并返回相应的错误码，即第二错误码。如果均方偏差小于0.12，则认为拟合结果达标，判定校准成功。
需要说明的是，均方偏差的预设阈值可以根据实际情况确定，本发明实施例不构成对具体阈值的限定。
在本实施例中，通过将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。通过载具模组对惯性测量装置进行双面加热，使其均匀受热，避免外壳变形风险，通过数据采集程序进行采样并得到拟合值及均方偏差，从而根据均方偏差判断是否校准成功，实现了快速精准的全温度段温度校准，提高了惯性测量装置全温度段温度校准的效率及精确性。
参照图3，图3为图2实施例中步骤S20的具体流程示意图。本实施例基于上述图2所示的实施例，在本实施例中，上述步骤S20包括：
步骤S201，启动数据采集程序，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，根据所述第一温度阈值及第二温度阈值确定采样点个数及各个采样点的温度值；
步骤S202，读取预设温度间隔内所述加速度计和/或陀螺仪的若干个精度值；
步骤S203，根据所述加速度计和/或陀螺仪的若干个精度值计算对应采样点的精度平均值；
步骤S204，将各个采样点的温度值及对应的精度平均值作为所述采样数据。
具体地，当检测到满足校准条件后，启动数据采集程序，并基于载具模组对惯性测量装置进行双面加热，以使惯性测量装置从第一温度阈值升温至第二温度阈值，根据第一温度阈值及第二温度阈值确定采样点个数及各个采样点的温度值，本发明实施例中的温度校准采样范围为-10～60℃，每隔0.5℃设置一个采样点，则采样点的个数为：(60-(-10))/0.5+1＝141个，为了进一步提高采样结果的准确性，在大约每0.5摄氏度的间隔中，将记录至少200个读取的加速度计/陀螺仪精度，进而根据每个间隔内记录的精度值计算出平均值，将各个平均值作为对应的采样点的采样数据。
可选地，在采样过程中还需进行检查，具体包括：
在采样过程中，检查所述惯性测量装置的振动值，若所述振动值超过预设振动阈值，则判定校准失败，并返回第三错误码；和/或，
检查预设温度间隔内读取的所述加速度计和/或陀螺仪的精度值的个数，若所述加速度计和/或陀螺仪的精度值的个数少于预设读取个数，则判定校准失败，并返回第四错误码；和/或，
检查读取的所述加速度计的精度值，若所述加速度计的精度值超过预设绝对值，则判定所述惯性测量装置不能水平放置，并返回第五错误码。
具体地，采样过程中会进行检查，如果存在有振动，并且检测到的振动值超过设定的限值，则校准失败，返回对应错误码，即第三错误码。在每个0.5摄氏度的温度变化范围内，至少应记录200个采样值，如果有错误，将返回对应错误代码，即第四错误码。采样过程中还会检查加速度计单轴采样点值的绝对值是否超过1.0，超过1.0则认为不能水平放置，返回对应的错误码，即第五错误码。根据返回的各类错误码，以便于快速了解对应的校准失败原因，从而快速解决存在的问题。
本实施例通过上述方案，具体通过启动数据采集程序，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，根据所述第一温度阈值及第二温度阈值确定采样点个数及各个采样点的温度值；读取预设温度间隔内所述加速度计和/或陀螺仪的若干个精度值；根据所述加速度计和/或陀螺仪的若干个精度值计算对应采样点的精度平均值；将各个采样点的温度值及对应的精度平均值作为所述采样数据。在采样过程中，使用光学防抖平台克服了振动较大的问题，降低了周围环境干扰，通过对采样中的振动值、采样值个数及采样点值进行检查，可以进一步保证校准的精度，提高温度校准的效率。
参照图4，图4为本发明温度校准方法另一示例性实施例的流程示意图。基于上述图2所示的实施例，在本实施例中，在若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功的步骤之后，所述温度校准方法还包括：
步骤S51，根据所述拟合值对所述惯性测量装置进行数据补偿，得到补偿测试结果；
步骤S52，根据所述采样数据确定绝对差值分布，并基于所述绝对差值分布确定测试上下限；
步骤S53，根据所述测试上下限判断所述补偿测试结果是否成功；
步骤S54，若所述补偿测试结果成功，则判定所述惯性测量装置校准测试完成。
具体地，对IMU模组进行温度校准后，可以使用得到的拟合值构成的拟合曲线对IMU数据进行补偿，通过补偿，使IMU数据被限制在一个小范围内，即为补偿测试结果。通过对大批量IMU模组进行温度校准，收集到批量温度校准的采样数据，即可获得加速度计及陀螺仪三轴最大绝对差值的分布，根据绝对差值分布可以设定上下限进行测试管控，用于判断IMU温度校准后测试结果是否成功，如果补偿测试结果成功，则可以判定IMU校准测试完成。
本实施例通过上述方案，具体通过根据所述拟合值对所述惯性测量装置进行数据补偿，得到补偿测试结果；根据所述采样数据确定绝对差值分布，并基于所述绝对差值分布确定测试上下限；根据所述测试上下限判断所述补偿测试结果是否成功；若所述补偿测试结果成功，则判定所述惯性测量装置校准测试完成。通过对IMU温度的校准补偿及测试，进一步确保了产品在实际不同温度环境使用中的IMU功能正常。
此外，本发明实施例还提出一种校准平台，所述校准平台包括：
调节模块，用于将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；
采样模块，用于在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；
计算模块，用于基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；
判定模块，若所述均方偏差小于预设阈值，则用于判定校准成功。
如图5所示，所述校准平台包括水平台300和如上所述的载具模组100，所述载具模组100的安装载具1设于所述水平台300。其中，载具模组100用于放置惯性测量装置200。在要对惯性测量装置200进行温度校准时，首先将放置于载具模组100，然后将装有惯性测量装置200的载具模组100放入冷冻室中进行一定时间的冷却，以将惯性测量装置200冷却是所需温度。一实施例中，冷冻室的冷冻温度设置为-40℃，冷冻时长设置为25分钟，惯性测量装置200冷却至-16℃。在完成降温后，将装有惯性测量装置200的载具模组100取出，并对惯性测量装置200进行全温度段温度校准。其中，惯性测量装置200在冷冻室中冷却至低于全温度段温度校准时的温度校准采样范围的最低值，定义温度校准采样范围的最低值为第一温度阈值，为后续的温度校准提供可升温的区间。
全温度段温度校准时，对惯性测量装置200进行加热升温处理，在惯性测量装置200的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序开始进行采样以进行温度校准，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。
校准过程容易受到环境因素的影响比如振动影响较大会导致产品无法校准，影响校准后装载有惯性测量装置200的无人机水平飞行稳定性。为克服周围环境因素导致的振动较大导致产品无法校准的问题，降低了周围环境干扰的影响，参考图9，本实施例中进行温度校准时，将装有惯性测量装置200的载具模组100放置于校准平台的水平台300上，水平台300可采用现有技术中的光学防抖平台。光学防抖平台可进行调平校准，保证水平度要求，在水平台300的调平完成之后，使用水平仪对水平台300的水平度进行校准，一实施例中，水平台300角度应小于0.2°。
在本发明实施例中，如图6至图12所示，所述载具模组100包括安装载具1和加热组件，所述安装载具1具有用于容纳所述惯性测量装置200的安装腔1a；所述加热组件包括第一加热件21和第二加热件22，所述第一加热件21和所述第二加热件22分别设置于所述安装载具1相对的两个侧面。
本实施例中通过安装载具1为惯性测量装置200提供测试校准时的放置位置，并且通过设置第一加热件21和第二加热件22，可以在校准惯性测量装置200时进行双向加热，可确保安装腔1a内的惯性测量装置200受热均匀，同时可加快使得惯性测量装置200的温度达到指定校准温度的速度，实现缩短惯性测量装置200校准时升温时长的目的，同时由于加热的时长缩短，可降低惯性测量装置200外壳变形的风险。
本实施例中，所述第一加热件21为电热丝。所述第二加热件22为电热丝。可以根据需要铺设电热丝。
在本发明的一实施例中，如图6至图12所示，所述安装载具1包括底座11和盖板12，所述底座11设有第一安装槽11a；所述盖板12与所述底座11可拆卸连接，与所述第一安装槽11a的槽壁围合形成所述安装腔1a；其中，所述底座11背离所述盖板12的一侧设有所述第一加热件21，所述盖板12背离所述底座11的一侧设有所述第二加热件22。
可以理解的是，通过设置可拆卸的盖板12和底座11，可便于惯性测量装置200的取放操作。同时，底座11和盖板12可采用导热材质，可以通过底座11和盖板12的导热作用将第一加热件21和第二加热件22产生的热量传导至惯性测量装置200，可确保安装腔1a内的惯性测量装置200受热均匀。
在本发明的一实施例中，如图8和图10所示，所述安装载具1还包括第一压盖211，所述第一压盖211设于所述底座11背离所述盖板12的一侧；所述第一加热件设于所述第一压盖211面向所述底座11的一侧。一方面，通过第一压盖211可以将第一加热件固定于底座11上，另一方面，第一压盖211可采用隔热材质，可减少热量散失，提高加热效率。
在本发明的一实施例中，如图6和图8所示，所述安装载具1还包括第二压盖221，所述第二压盖221设于所述盖板12背离所述底座11的一侧；所述第二加热件22夹设于所述第二压盖221和所述盖板12之间。一方面，通过第二压盖221可以将第二电热丝固定于盖板12上，另一方面，第二压盖221可采用隔热材质，可减少热量散失，提高加热效率。
本实施例中，盖板12背离底座11的一侧设有盖板12槽，盖板12槽内设有加热槽，加热槽对应安装腔1a的排布方式设置，加热槽内设有第二加热件22，第二压盖221设于盖板12槽内。可以理解的是，通过盖板12槽的设置，为第二压盖221的安装提供定位基础，实现快速安装的目的。同时盖板12槽的设置，还可以使得第二压盖221不凸出于盖板12的表面，可便于在盖板12表面设置其他部件，例如下文中所述的转接板。
在本发明的一实施例中，如图7和图9所示，所述底座11设有第一通孔11b，所述第一通孔11b沿垂直与所述底座11的方向贯穿所述底座11；所述第一通孔11b与所述第一安装槽11a间隔设置。可以理解的是，通过第一通孔11b的设置，可以提高第一加热件21对惯性测量装置200的加热效率，
在本发明的一实施例中，如图7、图8和图9所示，所述第一安装槽11a的数量为多个，所述第一通孔11b的数量为多个，相邻两个所述第一安装槽11a之间设有所述第一通孔11b。
可以理解的是，设置多个第一安装槽11a可以安装多个惯性测量装置200，同时对多个惯性测量装置200进行测试。相邻两个第一安装槽11a之间设有第一通孔11b，可以确保多个惯性测量装置200的均匀加热。
在本发明的一实施例中，如图7所示，所述第一安装槽11a内设有隔离凸起111，所述隔离凸起111将所述第一安装槽11a分隔为两个限位槽，每一所述限位槽用于容纳并限位一个所述惯性测量装置200。
可以理解的是，通过隔离凸起111的设计，可实现在一个安装腔1a内安装两个惯性测量装置200。且隔离凸起111与第一安装槽11a的槽壁对惯性测量装置200起到限位作用，确保惯性测量装置200的稳定性。同时，隔离凸起111还可以起到导热作用，保证惯性测量装置200的整体受热均匀。
在本发明的一实施例中，如图7所示，所述第一安装槽11a的底壁设有定位槽11c，所述定位槽11c用于与所述惯性测量装置200定位配合。
一些实施例中，惯性测量装置200的外壳底部设有定位凸台，在放置惯性测量装置200时，利用定位凸台和定位槽11c的设计，可实现惯性测量装置200的快速定位安装，且能提高惯性测量装置200的位置稳定性。
在本发明的另一实施例中，底座11面向所述盖板12的一侧设有定位孔，所述定位孔用于容纳定位销4，所述定位孔靠近所述第一安装槽11a设置；所述盖板12面向所述底座11的一侧设有压柱121，所述压柱121与所述定位孔对应设置，所述压柱用于抵接所述定位销4。
另一些实施例中，惯性测量装置200的外壳侧边设有定位凸耳，定位凸耳设有第二通孔，第二通孔与定位孔对应设置，定位销4穿设于定位孔和第二通孔内，实现惯性测量装置200和底座11的定位安装，进一步，为确保惯性测量装置200和底座11的定位稳定性，可通过在盖板12设置压柱121，压柱121抵接于定位销4，对定位销4起到固定作用。
在本发明的一实施例中，如图11所示，所述盖板12面向所述底座11的一侧设有第二安装槽12a，所述第二安装槽12a与所述第一安装槽11a对应设置，所述第二安装槽12a的槽壁和所述第一安装槽11a的槽壁围合形成所述安装腔1a。通过在盖板12设置第二安装槽12a，可以实现盖板12与惯性测量装置200的快速定位。
在本发明的一实施例中，所述载具模组100还包括转接板，所述转接板设于所述安装载具1，所述转接板用于通过柔性连接板5与所述惯性测量装置200连接。
可以理解的是，转接板通过柔性连接板5与惯性测量装置200连接通讯，可避免转接板长期插拔受损，提高使用寿命。
在本发明的一实施例中，如图6、图7和图8所示，所述载具模组100还包括支架3，所述底座11设于所述支架3，所述第一加热件21位于所述支架3和所述底座11之间；所述支架3设有提钩31。
一些实施例中，单个支架3上可以放置多个载具模组100，以提高搬运效率。通过提钩31的设计可便于载具模组100的搬运。
参照图13，图13为本发明实施例中的整体流程示意图，如图13所示，首先将IMU模块放入载具模组的夹具中，放入冷冻室冷却，冷冻室设置在-40摄氏度，冷冻25分钟，IMU模块将达到-16摄氏度。将IMU模块从冰箱中取出，放在水平台上加热，加热器设置最大电流为3A，两面加热，防止IMU模块外壳因局部温度过高而变形。
温度校准过程主要分为四个部分：判断是否需校准、采样、计算、判断温度校准结果。首先确定是否达到校准条件，产品在初始化后检测到IMU水平放置，温度低于-10度，则进入数据采集程序。温度校准采样范围为-10～60℃。在大约每0.5摄氏度的间隔中，将记录至少200个读取的加速度计/陀螺仪精度的平均值，一共(60-(-10))/0.5+1＝141个采样点。采样过程中会进行检查，如果存在有振动，超过设定的限值，则校准失败，返回对应错误码。采样点记录的IMU值在0.5摄氏度的温度变化范围内，至少应记录200个点，如果有错误，将返回对应错误代码。过程中会检查加速度计单轴采样点值的绝对值是否超过1.0，超过1.0则认为不能水平放置，返回对应错误码。1400s升温采样结束后，根据以下公式计算陀螺仪和加速度计的6条拟合曲线：
y＝a0+a1*x+a2*x^2+a3*x^3
拟合曲线中x坐标轴轴代表温度，y轴m/s2用于表示加速度计精度，度/s用于表示陀螺仪精度，分别表示出加速度计(acc.x，acc.y，acc.z)，陀螺仪(gyro.x，gyro.y，gyro.z)六轴的精度随温度变化时原始值、均值及拟合值的变化趋势，通过对141个升温采样数据进行算法计算曲线拟合，可以来判断IMU温度校准结果。利用采样点均值与拟合值的均方偏差进行判断：若该值大于0.12，则认为拟合结果不达标，校准失败，并返回相应错误码。
温度校准后，使用拟合曲线来补偿IMU数据。通过补偿，IMU数据被限制在一个小范围内。根据收集到的IMU的温度校准采样数据，获得加速度计与陀螺仪三轴最大绝对差值的一个分布。根据其分布设定好上下限进行测试管控，来判定IMU温度校准后测试结果是否成功。
本实施例通过上述方案，具体通过上下加热模式，使IMU模组上下受热均匀，IMU内部温度仅25min即可到达指定校正温度，使用光学防抖平台克服了振动较大的问题，降低了周围环境干扰，通过对IMU温度的校准补偿，确保了产品在实际不同温度环境使用中的IMU功能正常。
此外，本发明实施例还提出一种终端设备，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的温度校准程序，所述温度校准程序被所述处理器执行时实现如上所述的温度校准方法的步骤。
由于本温度校准程序被处理器执行时，采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有温度校准程序，所述温度校准程序被处理器执行时实现如上所述的温度校准方法的步骤。
由于本温度校准程序被处理器执行时，采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
此外，本发明实施例还提出一种电子设备，所述电子设备通过如上所述的温度校准方法进行温度校准。
由于本电子设备进行温度校准时，采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
相比现有技术，本发明实施例提出的温度校准方法、平台、终端设备、存储介质及电子设备，通过将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。通过载具模组对惯性测量装置进行双面加热，使其均匀受热，避免外壳变形风险，通过数据采集程序进行采样并得到拟合值及均方偏差，从而根据均方偏差判断是否校准成功，实现了快速精准的全温度段温度校准，提高了惯性测量装置全温度段温度校准的效率及精确性。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献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如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等)执行本申请每个实施例的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种温度校准方法，其特征在于，所述温度校准方法包括以下步骤：
将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；
在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；
基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；
若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功。
2.如权利要求1所述的温度校准方法，其特征在于，所述将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度的步骤包括：
将所述惯性测量装置连同所述载具模组置于预设环境，以使所述惯性测量装置的温度低于所述第一温度阈值；
将所述惯性测量装置连同所述载具模组从所述预设环境转移至水平台，并检测所述惯性测量装置的温度。
3.如权利要求1所述的温度校准方法，其特征在于，所述在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据的步骤之前还包括：
判断所述惯性测量装置是否达到第一温度阈值；
若惯性测量装置未达到第一温度阈值，则判定校准失败，并返回第一错误码。
4.如权利要求1所述的温度校准方法，其特征在于，所述惯性测量装置包括加速度计和/或陀螺仪，所述启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据的步骤包括：
启动数据采集程序，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，根据所述第一温度阈值及第二温度阈值确定采样点个数及各个采样点的温度值；
读取预设温度间隔内所述加速度计和/或陀螺仪的若干个精度值；
根据所述加速度计和/或陀螺仪的若干个精度值计算对应采样点的精度平均值；
将各个采样点的温度值及对应的精度平均值作为所述采样数据。
5.如权利要求1所述的温度校准方法，其特征在于，所述若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功的步骤之前还包括：
判断所述均方偏差是否小于预设阈值；
若所述均方偏差不小于预设阈值，则判定校准失败，并返回第二错误码。
6.如权利要求1所述的温度校准方法，其特征在于，所述若所述均方偏差小于预设阈值，则判定校准成功的步骤之后还包括：
根据所述拟合值对所述惯性测量装置进行数据补偿，得到补偿测试结果；
根据所述采样数据确定绝对差值分布，并基于所述绝对差值分布确定测试上下限；
根据所述测试上下限判断所述补偿测试结果是否成功；
若所述补偿测试结果成功，则判定所述惯性测量装置校准测试完成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的温度校准方法，其特征在于，所述温度校准方法还包括：
在采样过程中，检查所述惯性测量装置的振动值，若所述振动值超过预设振动阈值，则判定校准失败，并返回第三错误码；和/或，
检查预设温度间隔内读取的所述加速度计和/或陀螺仪的精度值的个数，若所述加速度计和/或陀螺仪的精度值的个数少于预设读取个数，则判定校准失败，并返回第四错误码；和/或，
检查读取的所述加速度计的精度值，若所述加速度计的精度值超过预设绝对值，则判定所述惯性测量装置不能水平放置，并返回第五错误码。
8.一种校准平台，其特征在于，所述校准平台包括：
检测模块，用于将惯性测量装置置于载具模组，并检测所述惯性测量装置的温度；
采样模块，用于在所述惯性测量装置的温度达到第一温度阈值时，启动数据采集程序进行采样，并基于所述载具模组对所述惯性测量装置进行双面加热，以使所述惯性测量装置从所述第一温度阈值升温至第二温度阈值，得到若干个采样点的采样数据；
计算模块，用于基于所述采样数据计算拟合值，并基于所述拟合值计算均方偏差；
判定模块，若所述均方偏差小于预设阈值，则用于判定校准成功。
9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的温度校准程序，所述温度校准程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的温度校准方法的步骤。
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上存储有温度校准程序，所述温度校准程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的温度校准方法的步骤。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备通过如权利要求1-7中任一项所述的温度校准方法进行温度校准。
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| US20210356605A1 (en) * | 2020-05-14 | 2021-11-18 | Beijing Baidu Netcom Science And Technology Co., Ltd. | Method, apparatus, device and medium for calibrating temperature drift |
| CN116764261A (zh) * | 2023-08-18 | 2023-09-19 | 济宁长胜新材料股份有限公司 | 一种用于蒸馏流程的执行安全监管系统 |
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- 2022-11-11 CN CN202211410961.0A patent/CN115574814A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
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