RU2662458C1 - Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения - Google Patents

Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения Download PDF

Info

Publication number
RU2662458C1
RU2662458C1 RU2017125953A RU2017125953A RU2662458C1 RU 2662458 C1 RU2662458 C1 RU 2662458C1 RU 2017125953 A RU2017125953 A RU 2017125953A RU 2017125953 A RU2017125953 A RU 2017125953A RU 2662458 C1 RU2662458 C1 RU 2662458C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ellipsoid
data
accelerometer
matrix
spatial position
Prior art date
Application number
RU2017125953A
Other languages
English (en)
Inventor
Жуй ТУ
Сюэфэн ШЭНЬ
Вэньлун ЧЖАО
Вэньдин ДАЙ
Цян ЮЭ
Original Assignee
Шанхай Хуацэ Навигейшн Текнолоджи Лтд.
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 Шанхай Хуацэ Навигейшн Текнолоджи Лтд. filed Critical Шанхай Хуацэ Навигейшн Текнолоджи Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2662458C1 publication Critical patent/RU2662458C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
    • 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
    • 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
    • G01C25/005—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass initial alignment, calibration or starting-up of inertial devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к области устройств измерения пространственного положения, в частности к способу прецизионной калибровки систем измерения пространственного положения. Способ прецизионной калибровки систем измерения пространственного положения включает следующие этапы: калибровку нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра в системе измерения пространственного положения по модели (S1) аппроксимации эллипсоида; компенсацию исходных данных акселерометра с использованием вычисленного параметра (S2) эллипсоида; калибровку электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида на основании скомпенсированных данных (S3) акселерометра; компенсацию исходных данных электронного компаса с помощью вычисленного параметра (S4) эллипсоида; вычисление пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса (S5). Технический результат заявленного изобретения – обеспечение надежного результата калибровки и высокой точности при меньших затратах времени на калибровку. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к области устройств измерения пространственного положения, в частности, к способу прецизионной калибровки систем измерения пространственного положения.
Уровень техники
[0002] Системы измерения пространственного положения имеют широкий спектр применений во многих отраслях промышленности. Системы измерения представляют собой набор устройств измерения пространственного положения объекта (т.е. угла продольного наклона, угла поперечного наклона и курсового угла). В последние годы в связи с постоянным снижением стоимости аппаратных средств различные типы систем измерения пространственного положения стали входить в повседневную жизнь огромного количества людей. Если рассматривать в качестве примера мобильные телефоны, большинство современных смартфонов содержит встроенные акселерометры, гироскопы и электронные компасы, которые представляют собой простую и недорогую систему измерения пространственного положения. Однако в настоящее время из-за ограничений по стоимости встроенные датчики большинства измерительных систем пространственного положения имеют низкую точность и стабильность, что приводит к получению неидеальных результатов измерения для всей системы измерения пространственного положения. Безусловно, калибровка датчика без изменения аппаратного обеспечения системы является очень практичным способом повышения точности измерения для всей системы. Таким образом, на практике исследование недорогого способа калибровки систем измерения пространственного положения очень полезно.
[0003] Калибровка и градуировка датчика всегда важны в области технического применения технологии датчиков. Отечественные и зарубежные ученые провели большое количество исследований, касающихся калибровки систем измерения пространственного положения. Способ многопозиционной калибровки инерциальной навигации на основе МЭМС (микроэлектромеханических систем) с использованием измерительного стенда вращения был исследован Wei Sun, Xinru Fu и др. Решение для калибровки электронного компаса, основанное на преобразовании Фурье с опорным углом, было исследовано учеными Binliang Ma и др. Ученые Wei Qin и др. исследовали способ онлайн-калибровки системы измерения пространственного положения на основе нейронной сети и UKF (сигма-точечной калмановской фильтрации).
[0004] В настоящее время исследования в основном сосредоточены на калибровке системы измерения пространственного положения с использованием калибровочных инструментов, таких как стенд вращения и т.п. Однако специализированные инструменты для калибровки дорогостоящи и многие из них сложны в эксплуатации, что обуславливает увеличение себестоимости продукции. С другой стороны, на практике характеристики датчика в системе постоянно изменяются по мере изменения окружающей среды и срока службы самого датчика. Таким образом, на практике сложно достичь высокой точности, если полагаться лишь на калибровку датчика, которая была выполнена еще на заводе. Кроме того, в некоторых текущих исследованиях калибровки без применения инструментов решения по калибровке либо слишком просты, чтобы иметь практическую значимость для повышения точности фактического измерения, либо эти решения по калибровке слишком сложны и требуют наличия у пользователя значительных технических навыков.
Раскрытие сущности изобретения
[0005] Принимая во внимание недостатки существующих на данный момент способов калибровки пространственного положения настоящее изобретение обеспечивает способ прецизионной калибровки систем измерения пространственного положения, который дает надежный результат калибровки, высокую точность и требует меньших затрат времени.
[0006] Ниже приведены технические решения, которые применены в настоящем изобретении для достижения вышеуказанной цели.
Предложен способ прецизионной калибровки систем измерения пространственного положения. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения включает следующие этапы:
калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра в системе измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида;
компенсация исходных данных акселерометра с использованием вычисленного параметра эллипсоида;
калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра;
компенсация исходных данных электронного компаса с помощью вычисленного параметра эллипсоида;
вычисление пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса.
[0007] Согласно одному аспекту настоящего изобретения перед этапом калибровки нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида выполняют следующий этап: выполнение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения начального нулевого отклонения акселерометра.
[0008] Согласно одному аспекту настоящего изобретения после этапа выполнения горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения исходного нулевого отклонения акселерометра выполняют следующий этап: сбор трехосных данных акселерометра за определенный промежуток времени, причем эти трехосные данные записывают в виде
Figure 00000001
, а нулевое отклонение записывают в виде
Figure 00000002
.
[0009] Согласно одному аспекту настоящего изобретения этап калибровки нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, записанного как
Figure 00000003
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000004
, полученного от акселерометра, в
десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000005
;
если число раз сбора трехосных данных акселерометра не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных акселерометра Dk, причем
Figure 00000006
;
после вычисления матрицы S, введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000007
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000008
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000009
Figure 00000010
;
после вычисления α1 вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000011
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000012
[00010] Согласно одному аспекту настоящего изобретения после выполнения этапа калибровки нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида выполняют следующий этап: после сбора новых данных акселерометра выполняют корректирование вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
[00011] Согласно одному аспекту настоящего изобретения этап калибровки электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида на основании скомпенсированных данных акселерометра дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, записанного как
Figure 00000013
;
сбор трехосных данных электронного компаса за определенный промежуток времени и проведение операции обработки собранных данных для недопущения переполнения, причем трехосные данные записывают в виде
Figure 00000014
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000015
, полученного от электронного компаса, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000016
, причем
Figure 00000017
;
если число раз сбора трехосных данных электронного компаса не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных компаса Dk, причем
Figure 00000018
;
после вычисления матрицы S введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000019
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000020
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с
помощью следующих уравнений:
Figure 00000021
Figure 00000022
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000023
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000024
[00012] Согласно одному аспекту настоящего изобретения после выполнения этапа калибровки электронного компаса на основании скомпенсированных данных акселерометра по модели аппроксимации эллипсоида выполняют следующий этап: после сбора новых данных электронного компаса выполняют корректирование вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
[00013] Согласно одному аспекту настоящего изобретения после осуществления этапа вычисления пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса выполняют следующий этап: обновление параметра эллипсоида с помощью электронного компаса с использованием данных измерений во время осуществления измерения с целью повышения точности параметра эллипсоида.
[00014] Согласно одному аспекту настоящего изобретения перед осуществлением этапа обновления параметра эллипсоида с помощью электронного компаса с использованием данных измерений во время осуществления измерения с целью повышения точности параметра эллипсоида выполняют следующий этап: удаление пропущенной расчетной точки из собранных данных электронного компаса с применением статистического правила.
[00015] Преимущества настоящего изобретения заключаются в следующем. Способ аппроксимации эллипсоида используют для калибровки электронного компаса и улучшения системы измерения пространственного положения. Таким образом, он позволяет эффективно устранять проблемы случайной выдачи датчиком неправильных данных и перескакиваний, благодаря чему фактически гарантируется надежность результата калибровки. Рекурсивную обработку выполняют в алгоритме аппроксимации эллипсоида таким образом, что устраняется необходимость хранения внутренним центральным процессором (ЦП) системы измерения пространственного положения данных всех точек, собранных ранее датчиком во время обработки данных. Необходимо сохранять лишь матрицу, полученную ранее путем рекурсии, и текущие результаты измерения. Таким образом, в той же аппаратной среде способ аппроксимации эллипсоида позволяет обрабатывать больше значений, в результате чего повышается точность аппроксимации эллипсоида. Соответственно, в случае использования обычного алгоритма аппроксимации для недопущения переполнения стека памяти в процессе эксплуатации ЦП может выполнять операцию аппроксимации лишь в нескольких точках выборки. В результате этого точность аппроксимации ограничивается. Настоящее изобретение улучшает крупномасштабное применение матрицы в алгоритме аппроксимации эллипсоида и оптимизирует процедуру вычисления, что позволяет сократить объем вычислений аппроксимации эллипсоида более чем на 90 процентов. Если в качестве примера взять программу MATLAB, основанную на традиционном алгоритме, одноразовое выполнение алгоритма аппроксимации займет 563 мс. Для сравнения, выполнение усовершенствованного алгоритма занимает всего 14 мс. Применена стратегия, в которой для калибровки используют данные измерений, благодаря чему повышается отказоустойчивость во время калибровки. Таким образом, требования, касающиеся начальной калибровки, снижаются и уменьшается сложность эксплуатации для пользователя.
Краткое описание чертежей
[00016] Чтобы понятно проиллюстрировать технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения, кратко представим чертежи, используемые в вариантах осуществления. Безусловно, нижеописанные чертежи представляют лишь некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. Специалистом в данной области техники без приложения творческих усилий также могут быть предложены и другие чертежи.
[00017] На фиг. 1 представлена блок-схема варианта осуществления 1 способа прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения согласно настоящему изобретению;
На фиг. 2 представлена блок-схема варианта осуществления 2 способа прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения согласно настоящему изобретению;
На фиг. 3 представлена блок-схема варианта осуществления 3 способа прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения согласно настоящему изобретению;
На фиг. 4 представлена блок-схема варианта осуществления 4 способа прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения согласно настоящему изобретению;
На фиг. 5 представлена блок-схема варианта осуществления 5 способа прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения согласно настоящему изобретению;
На фиг. 6 представлена блок-схема варианта осуществления 6 способа прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения согласно настоящему изобретению;
На фиг. 7 представлена блок-схема варианта осуществления 7 способа прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения согласно настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
[00018] В дальнейшем в этом документе технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения явно и полностью описаны со ссылками на чертежи к вариантам осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления представляют собой лишь некоторые из вариантов осуществления настоящего изобретения, а не все из них. Основанные на этих вариантах осуществления настоящего изобретения все другие варианты осуществления, предложенные специалистом в данной области техники без приложения творческих усилий, подпадают под сферу защиты настоящего изобретения.
Вариант осуществления 1
[00019] На фиг. 1 представлен способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения включает следующие этапы:
Этап S1: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида;
На этапе S1: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000025
;
подстановку числа т итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000026
, полученного от акселерометра, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000027
;
если число раз сбора трехосных данных акселерометра не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных акселерометра Dk, причем
Figure 00000028
;
после вычисления матрицы S, введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000029
Figure 00000030
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000031
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000032
Figure 00000033
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000023
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000034
[00020] В вышеприведенных уравнениях а 1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000035
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000036
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000037
и задана точность итерации ε=1e-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000038
Figure 00000039
если
Figure 00000040
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000041
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00021] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00022] Этап S2: компенсация исходных данных акселерометра с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00023] Этап S3: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра;
На этапе S3: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000042
;
сбор трехосных данных электронного компаса за определенный промежуток времени и проведение операции обработки собранных данных для недопущения переполнения, причем трехосные данные записывают в виде
Figure 00000043
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000044
, полученного от электронного компаса, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000045
;
если число раз сбора трехосных данных электронного компаса не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных компаса Dk, причем
Figure 00000046
;
после вычисления матрицы S введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000047
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000048
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000049
Figure 00000050
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000051
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000052
[00024] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000053
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000054
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000055
и задана точность итерации ε=1е-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000056
Figure 00000057
если
Figure 00000058
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000059
; иначе k=k+l и вычисление продолжают.
[00025] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00026] Этап S4: компенсация исходных данных электронного компаса с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00027] Этап S5: вычисление пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса.
Вариант осуществления 2
[00028] На фиг. 2 представлен способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения включает следующие этапы:
Этап S1: проведение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения первоначального нулевого отклонения акселерометра;
установка устройства измерения пространственного положения в горизонтальное положение с помощью пузырькового уровня и выполнение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения нулевого отклонения акселерометра.
[00029] Этап S2: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида;
На этапе S2: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000060
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000061
, полученного от акселерометра, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000062
;
если число раз сбора трехосных данных акселерометра еще не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных акселерометра Dk, причем
Figure 00000063
;
после вычисления матрицы S, введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000064
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000065
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000066
Figure 00000067
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000068
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δху, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000069
[00030] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000070
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000071
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000072
, задана точность итерации ε=1e-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000073
Figure 00000074
если
Figure 00000075
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000076
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00031] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00032] Этап S3: компенсация исходных данных акселерометра с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00033] Этап S4: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра;
На этапе S4: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000077
;
сбор трехосных данных электронного компаса за определенный промежуток времени и проведение операции обработки собранных данных для недопущения переполнения, причем трехосные данные записывают в виде
Figure 00000078
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000079
, полученного от электронного компаса, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000080
;
если число раз сбора трехосных данных электронного компаса не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных компаса Dk, причем
Figure 00000081
;
после вычисления матрицы S введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000082
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000083
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000084
Figure 00000085
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000086
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δху, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000087
[00034] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000088
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000089
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000090
и задана точность итерации ε=1е-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000091
Figure 00000092
если
Figure 00000093
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000094
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00035] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00036] Этап S5: компенсация исходных данных электронного компаса с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00037] Этап S6: вычисление пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса.
Вариант осуществления 3
[00038] На фиг. 3 представлен способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения включает следующие этапы:
Этап S1: проведение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения первоначального нулевого отклонения акселерометра;
установка устройства измерения пространственного положения в горизонтальное положение с помощью пузырькового уровня и выполнение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения нулевого отклонения акселерометра.
[00039] Этап S2: сбор трехосных данных акселерометра за определенный промежуток времени, причем эти трехосные данные записывают в виде
Figure 00000095
, нулевое отклонение записывают в виде
Figure 00000096
.
[00040] Этап S3: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида;
На этапе S3: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000097
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000098
, полученного от акселерометра, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000099
;
если число раз сбора трехосных данных акселерометра не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных акселерометра Dk, причем
Figure 00000100
;
после вычисления матрицы S, введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000101
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000102
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000103
Figure 00000104
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000105
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000106
Figure 00000107
[00041] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000108
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000109
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000110
и задана точность итерации ε=1е-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000111
Figure 00000112
если
Figure 00000113
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000114
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00042] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00043] Этап S4: компенсация исходных данных акселерометра с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00044] Этап S5: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра;
На этапе S5: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000115
;
сбор трехосных данных электронного компаса за определенный промежуток времени и проведение операции обработки собранных данных для недопущения переполнения, причем трехосные данные записывают в виде
Figure 00000116
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000117
, полученного от электронного компаса, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000118
;
если число раз сбора трехосных данных электронного компаса не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных компаса Dk, причем
Figure 00000119
;
после вычисления матрицы S введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000120
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000121
Figure 00000122
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000123
Figure 00000124
;
после вычисления α1 вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000125
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000126
[00045] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000127
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000128
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000129
и задана точность итерации ε=1е-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000130
Figure 00000131
если
Figure 00000132
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000133
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00046] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00047] Этап S6: компенсация исходных данных электронного компаса с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00048] Этап S7: вычисление пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса.
Вариант осуществления 4
[00049] На фиг. 4 представлен способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения включает следующие этапы:
Этап S1: проведение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения первоначального нулевого отклонения акселерометра;
установка устройства измерения пространственного положения в горизонтальное положение с помощью пузырькового уровня и выполнение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения нулевого отклонения акселерометра.
[00050] Этап S2: сбор трехосных данных акселерометра за определенный промежуток времени, причем эти трехосные данные записывают в виде
Figure 00000134
, нулевое отклонение записывают в виде
Figure 00000135
.
[00051] Этап S3: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида;
На этапе S3: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000136
; подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000137
, полученного от акселерометра, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000138
;
если число раз сбора трехосных данных акселерометра не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных акселерометра Dk, причем
Figure 00000139
;
после вычисления матрицы S, введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000140
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000141
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000142
Figure 00000143
;
после вычисления α1 вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000144
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000145
[00052] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000146
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000147
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000148
и задана точность итерации ε=1е-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000149
Figure 00000150
если
Figure 00000151
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000152
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00053] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00054] Этап S4: корректирование, после сбора новых данных акселерометра, вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
[00055] Этап S5: компенсация исходных данных акселерометра с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00056] Этап S6: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра;
На этапе S6: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000153
;
сбор трехосных данных электронного компаса за определенный промежуток времени и проведение операции обработки собранных данных для недопущения переполнения, причем трехосные данные записывают в виде
Figure 00000154
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000155
, полученного от электронного компаса, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000156
;
если число раз сбора трехосных данных электронного компаса не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных компаса Dk, причем
Figure 00000157
;
после вычисления матрицы S введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000158
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000159
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000160
Figure 00000161
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000162
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000163
[00057] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000164
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000165
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000166
и задана точность итерации ε=1e-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000167
Figure 00000168
если
Figure 00000169
, пропускают итерацию, чтобы
прекратить вычисление, причем
Figure 00000170
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00058] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00059] Этап S7: компенсация исходных данных электронного компаса с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00060] Этап S8: вычисление пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса.
Вариант осуществления 5
[00061] На фиг. 5 представлен способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения включает следующие этапы:
Этап S1: проведение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения первоначального нулевого отклонения акселерометра;
установка устройства измерения пространственного положения в горизонтальное положение с помощью пузырькового уровня и выполнение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения нулевого отклонения акселерометра.
[00062] Этап S2: сбор трехосных данных акселерометра за определенный промежуток времени, причем эти трехосные данные записывают в виде
Figure 00000171
, нулевое отклонение записывают в виде
Figure 00000172
[00063] Этап S3: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида;
На этапе S3: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000173
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000174
, полученного от акселерометра, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000175
;
если число раз сбора трехосных данных акселерометра не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных акселерометра Dk, причем
Figure 00000176
;
после вычисления матрицы S, введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000177
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000178
Figure 00000179
Figure 00000180
Figure 00000181
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000182
Figure 00000183
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000184
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000185
[00064] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000186
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000187
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000188
и задана точность итерации ε=1е-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000189
Figure 00000190
если
Figure 00000191
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000192
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00065] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00066] Этап S4: корректирование, после сбора новых данных акселерометра, вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
[00067] Этап S5: компенсация исходных данных акселерометра с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00068] Этап S6: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра;
На этапе S6: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000193
;
сбор трехосных данных электронного компаса за определенный промежуток времени и проведение операции обработки собранных данных для недопущения переполнения, причем трехосные данные записывают в виде
Figure 00000194
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000195
, полученного от электронного компаса, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000196
;
если число раз сбора трехосных данных электронного компаса не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных компаса Dk, причем
Figure 00000197
;
после вычисления матрицы S введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000198
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000199
Figure 00000200
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000201
Figure 00000202
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000203
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000204
[00069] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000205
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000206
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000207
и задана точность итерации ε=1е-6;
проводят разложение LU для А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000208
Figure 00000209
если
Figure 00000210
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000211
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00070] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00071] Этап S7: компенсация исходных данных электронного компаса с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00072] Этап S8: корректирование, после сбора новых данных электронного компаса, вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
[00073] Этап S9: вычисление пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса.
Вариант осуществления 6
[00074] На фиг. 6 представлен способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения включает следующие этапы:
Этап S1: проведение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения первоначального нулевого отклонения акселерометра;
установка устройства измерения пространственного положения в горизонтальное положение с помощью пузырькового уровня и выполнение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения нулевого отклонения акселерометра.
[00075] Этап S2: сбор трехосных данных акселерометра за определенный промежуток времени, причем эти трехосные данные записывают в виде
Figure 00000212
, нулевое отклонение записывают в виде
Figure 00000213
.
[00076] Этап S3: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида;
На этапе S3: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000214
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000215
, полученного от акселерометра, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000216
;
если число раз сбора трехосных данных акселерометра не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных акселерометра Dk, причем
Figure 00000217
;
после вычисления матрицы S, введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000218
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000219
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000220
Figure 00000221
;
после вычисления α1 вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000222
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by,bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000223
[00077] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000224
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000225
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000226
и задана точность итерации ε=1е-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000227
Figure 00000228
если
Figure 00000229
, пропускают итерацию и прекращают вычисление, причем
Figure 00000230
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00078] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00079] Этап S4: корректирование, после сбора новых данных акселерометра, вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
[00080] Этап S5: компенсация исходных данных акселерометра с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00081] Этап S6: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра;
На этапе S6: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000231
;
сбор трехосных данных электронного компаса за определенный промежуток времени и проведение операции обработки собранных данных для недопущения переполнения, причем трехосные данные записывают в виде
Figure 00000232
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000233
, полученного от электронного компаса, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000234
;
если число раз сбора трехосных данных электронного компаса не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных компаса Dk, причем
Figure 00000235
;
после вычисления матрицы S введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000236
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000237
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000238
Figure 00000239
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000240
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000241
[00082] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000242
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000243
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000244
и задана точность итерации ε=1е-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000245
Figure 00000246
если
Figure 00000247
, пропускают итерацию и прекращают вычисление, причем
Figure 00000248
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00083] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00084] Этап S7: компенсация исходных данных электронного компаса с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00085] Этап S8: корректирование, после сбора новых данных электронного компаса, вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
[00086] Этап S9: вычисление пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса.
[00087] Этап S10: обновление параметра эллипсоида с использованием данных измерений во время осуществления измерения для электронного компаса с целью повышения точности параметра эллипсоида.
Вариант осуществления 7
[00088] На фиг. 7 представлен способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения включает следующие этапы:
Этап S1: проведение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения первоначального нулевого отклонения акселерометра;
установка устройства измерения пространственного положения в горизонтальное положение с помощью пузырькового уровня и выполнение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения нулевого отклонения акселерометра.
[00089] Этап S2: сбор трехосных данных акселерометра за определенный промежуток времени, причем эти трехосные данные записывают в виде
Figure 00000249
, нулевое отклонение записывают в виде
Figure 00000250
.
[00090] Этап S3: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида;
На этапе S3: калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000251
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000252
, полученного от акселерометра, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000253
;
если число раз сбора трехосных данных акселерометра не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных акселерометра Dk, причем
Figure 00000254
;
после вычисления матрицы S, введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000255
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000256
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000257
Figure 00000258
;
после вычисления α1 вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000259
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000260
Figure 00000261
[00091] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000262
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000263
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000264
и принята точность итерации ε=1е-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000265
Figure 00000266
если
Figure 00000267
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000268
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00092] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00093] Этап S4: корректирование, после сбора новых данных акселерометра, вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
[00094] Этап S5: компенсация исходных данных акселерометра с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00095] Этап S6: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра;
На этапе S6: калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, который можно записать как
Figure 00000269
;
сбор трехосных данных электронного компаса за определенный промежуток времени и проведение операции обработки собранных данных для недопущения переполнения, причем трехосные данные записывают в виде
Figure 00000270
;
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000271
, полученного от электронного компаса, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000272
;
если число раз сбора трехосных данных электронного компаса не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных компаса Dk, причем
Figure 00000273
;
после вычисления матрицы S введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000274
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000275
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
Figure 00000276
Figure 00000277
;
после вычисления α1, вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000278
;
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000279
Figure 00000280
[00096] В вышеприведенных уравнениях α1 представляет собой собственный вектор, соответствующий максимальному собственному значению матрицы
Figure 00000281
. Таким образом, при практическом вычислении не нужно вычислять все собственные значения и собственные векторы. Даже нет необходимости в вычислении собственных значений. Для вычисления максимального собственного вектора применим лишь степенной способ или обратный степенной способ. В качестве примера взят обратный степенной способ:
Если принять, что
Figure 00000282
, взят вектор начальной итерации
Figure 00000283
, задана точность итерации ε=1e-6;
проводят разложение LU по А, а именно, А=LU;
решают систему линейных уравнений:
Figure 00000284
Figure 00000285
если
Figure 00000286
, пропускают итерацию, чтобы прекратить вычисление, причем
Figure 00000287
; иначе k=k+1 и вычисление продолжают.
[00097] Вообще говоря, если принять во внимание ε=1е-6, эта точность может быть достигнута менее, чем за 5 итераций итерационного вычисления.
[00098] Этап S7: компенсация исходных данных электронного компаса с помощью вычисленного параметра эллипсоида.
[00099] Этап S8: корректирование, после сбора новых данных электронного компаса, вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
[000100] Этап S9: вычисление пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса.
[000101] Этап S10: удаление пропущенной расчетной точки в собранных данных электронного компаса с применением статистического правила.
[000102] Этап S11: обновление параметра эллипсоида с использованием данных измерений во время осуществления измерения для электронного компаса с целью повышения точности параметра эллипсоида.
[000103] Преимущества настоящего изобретения заключаются в следующем. Способ аппроксимации эллипсоида используют для калибровки электронного компаса и улучшения системы измерения пространственного положения. Таким образом, он позволяет эффективно устранять проблемы случайной выдачи датчиком неправильных данных и перескакиваний, благодаря чему фактически гарантируется надежность результата калибровки. Рекурсивную обработку выполняют в алгоритме аппроксимации эллипсоида таким образом, что устраняется необходимость хранения внутренним ЦП системы измерения пространственного положения данных всех точек, собранных ранее датчиком во время обработки данных. Необходимо сохранять лишь матрицу, полученную ранее путем рекурсии, и текущие результаты измерения. Таким образом, в той же аппаратной среде способ аппроксимации эллипсоида позволяет обрабатывать больше значений, в результате чего повышается точность аппроксимации эллипсоида. Соответственно, в случае использования обычного алгоритма аппроксимации для недопущения переполнения стека памяти в процессе эксплуатации ЦП может выполнять операцию аппроксимации лишь в нескольких точках выборки. В результате этого точность аппроксимации ограничивается. Настоящее изобретение улучшает крупномасштабное применение матрицы в алгоритме аппроксимации эллипсоида и оптимизирует процедуру вычисления, что позволяет сократить объем вычислений аппроксимации эллипсоида более чем на 90 процентов. Если в качестве примера взять программу MATLAB, основанную на традиционном алгоритме, одноразовое выполнение алгоритма аппроксимации займет 563 мс. Для сравнения, выполнение усовершенствованного алгоритма занимает всего 14 мс. Применена стратегия, в которой для калибровки используют данные измерений, благодаря чему повышается отказоустойчивость во время калибровки. Таким образом, требования, касающиеся начальной калибровки, снижаются и уменьшается сложность эксплуатации для пользователя.
[000104] Вышеупомянутое раскрытие представляет собой лишь конкретный вариант осуществления настоящего изобретения. Однако объем защиты настоящего изобретения не ограничен ним. Специалисты в данной области техники легко смогут предложить изменения или замены в пределах раскрытого объема, которые, как предполагается, входят в объем защиты настоящего изобретения. Таким образом, объем защиты настоящего изобретения входят в объем защиты прилагаемой формулы изобретения.

Claims (51)

1. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения, отличающийся тем, что он включает следующие этапы:
калибровка нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида;
компенсация исходных данных акселерометра с использованием вычисленного параметра эллипсоида;
калибровка электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида в соответствии со скомпенсированными данными акселерометра;
компенсация исходных данных электронного компаса с помощью вычисленного параметра эллипсоида и
вычисление пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса.
2. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения по п. 1, отличающийся тем, что перед этапом калибровки нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида выполняют следующий этап:
выполнение горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения исходного нулевого отклонения акселерометра.
3. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения по п. 2, отличающийся тем, что после этапа выполнения горизонтальной калибровки на акселерометре для устранения исходного нулевого отклонения акселерометра выполняют следующий этап:
сбор трехосных данных акселерометра за определенный промежуток времени, причем эти трехосные данные записывают в виде
Figure 00000288
, а нулевое отклонение записывают в виде
Figure 00000289
4. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения по п. 3, отличающийся тем, что этап калибровки нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида также включает следующие этапы:
подстановка вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, записанного как
Figure 00000290
подстановка числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000288
, полученного от акселерометра, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000291
S1=D1TD1;
если число раз сбора трехосных данных акселерометра не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных акселерометра Dk, причем Sk=Sk-1+Dk TDk;
после вычисления матрицы S введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000292
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000293
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
C1 -1(S1-S2S4 -1S2 T)α1=λα1
α2=-S4 -1S2 Tα1;
после вычисления α1 вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000294
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000295
Figure 00000296
Figure 00000297
5. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения по п. 4, отличающийся тем, что после этапа калибровки нулевого отклонения, масштабного коэффициента и неортогонального угла между осями акселерометра системы измерения пространственного положения по модели аппроксимации эллипсоида выполняют следующий этап:
после сбора новых данных акселерометра корректирование вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
6. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения по п. 5, отличающийся тем, что этап калибровки электронного компаса по модели аппроксимации эллипсоида на основании скомпенсированных данных акселерометра дополнительно включает следующие этапы:
подстановку вектора параметра аппроксимируемого эллипсоида, записанного как
Figure 00000298
сбор трехосных данных электронного компаса за определенный промежуток времени и проведение операции обработки собранных данных для недопущения переполнения, причем трехосные данные записывают в виде
Figure 00000299
подстановку числа n итераций калибровки, разложение первого значения
Figure 00000300
полученного от электронного компаса, в десятимерный вектор-столбец D1 и вычисление матрицы S1, причем D1 записывают в виде
Figure 00000301
причем S1=D1TD1;
если число раз сбора трехосных данных электронного компаса не достигло значения n, обновление матрицы S с использованием вновь собранных данных электронного компаса Dk, причем Sk=Sk-1+Dk TDk;
после вычисления матрицы S введение матрицы С ограничения эллипсоида и одновременное разложение матрицы S на блоки, причем
Figure 00000302
разложение матрицы S на блоки:
Figure 00000303
вычисление вектора аппроксимации эллипсоида с помощью следующих уравнений:
C1 -1(S1-S2S4 -1S2 T)α1=λα1
α2=-S4 -1S2 Tα1;
после вычисления α1 вычисление α2 с помощью вышеприведенных уравнений для вычисления каждого параметра вектора аппроксимации эллипсоида, причем
Figure 00000304
кроме того, с учетом фактического физического соответствия трехосные масштабные коэффициенты kx, ky, kz, неортогональные углы между осями δxy, δyz, δxz и остаточные нулевые отклонения bx, by, bz могут быть вычислены с помощью следующих уравнений:
Figure 00000305
Figure 00000306
Figure 00000307
7. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения по п. 6, отличающийся тем, что после выполнения этапа калибровки электронного компаса на основании скомпенсированных данных акселерометра по модели аппроксимации эллипсоида выполняют следующий этап:
после сбора новых данных электронного компаса выполняют корректирование вновь собранных данных с применением параметра эллипсоида.
8. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения по п. 7, отличающийся тем, что после осуществления этапа вычисления пространственного положения на основании скомпенсированных данных акселерометра и скомпенсированных данных электронного компаса выполняют следующий этап:
обновление параметра эллипсоида с помощью электронного компаса с использованием данных измерений во время осуществления измерения с целью повышения точности параметра эллипсоида.
9. Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения по п. 8, отличающийся тем, что перед осуществлением этапа обновления параметра эллипсоида с помощью электронного компаса с использованием данных измерений во время осуществления измерения с целью повышения точности параметра эллипсоида выполняют следующий этап:
удаление пропущенной расчетной точки из собранных данных электронного компаса с применением статистического правила.
RU2017125953A 2015-10-13 2016-07-04 Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения RU2662458C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510665021.X 2015-10-13
CN201510665021.XA CN105352487B (zh) 2015-10-13 2015-10-13 一种姿态测量系统的精度校准方法
PCT/CN2016/088303 WO2017063386A1 (zh) 2015-10-13 2016-07-04 一种姿态测量系统的精度校准方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2662458C1 true RU2662458C1 (ru) 2018-07-26

Family

ID=55328497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017125953A RU2662458C1 (ru) 2015-10-13 2016-07-04 Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10605619B2 (ru)
EP (1) EP3364151B1 (ru)
KR (1) KR102008597B1 (ru)
CN (1) CN105352487B (ru)
RU (1) RU2662458C1 (ru)
WO (1) WO2017063386A1 (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105352487B (zh) * 2015-10-13 2018-06-15 上海华测导航技术股份有限公司 一种姿态测量系统的精度校准方法
CN106556383B (zh) * 2016-12-02 2019-05-07 上海华测导航技术股份有限公司 一种rtk倾斜补偿测量精度验证的方法
CN106979775B (zh) * 2017-04-28 2019-07-30 江苏号百信息服务有限公司 一种电子罗盘阶跃时平滑滤波的方法
CN107479079A (zh) * 2017-07-13 2017-12-15 临沂大学 一种基于pdr与led结合的方法
CN107656227B (zh) * 2017-09-21 2019-10-11 大连理工大学 基于Levenberg-Marquardt算法的磁力计校准方法
DE102017220867A1 (de) * 2017-11-22 2019-05-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum automatischen Kalibrieren und Verfahren zum Verwenden eines Beschleunigungssensors
US20190346897A1 (en) * 2018-05-13 2019-11-14 Sean Joseph Rostami Introspective Power Method
CN109188422B (zh) * 2018-08-08 2023-01-06 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 一种基于lu分解的卡尔曼滤波目标跟踪方法
CN109470277B (zh) * 2018-12-26 2022-09-13 湖南航天机电设备与特种材料研究所 非正交角度测量装置标定系数的测定方法及系统
CN112146678B (zh) * 2019-06-27 2022-10-11 华为技术有限公司 一种确定校准参数的方法及电子设备
CN111765879A (zh) * 2019-11-29 2020-10-13 深圳市瑞芬科技有限公司 一种三维电子罗盘装置及实用校准方法
CN112325901B (zh) * 2020-09-28 2022-09-16 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种平台式惯导系泊状态下计算方位陀螺仪标度的方法
CN112284366B (zh) * 2020-10-26 2022-04-12 中北大学 一种基于tg-lstm神经网络的偏振光罗盘航向角误差校正方法
CN112284421B (zh) * 2020-11-02 2021-03-19 蘑菇车联信息科技有限公司 一种imu内参调整方法及相关装置
CN112596015B (zh) * 2020-12-28 2024-09-17 上海矽睿科技股份有限公司 三轴磁传感器的测试方法及系统
CN113124905B (zh) * 2021-04-27 2022-10-28 西安电子科技大学 一种用于多轴惯性姿态传感器精度评估的自动测量方法
CN113985494A (zh) * 2021-10-13 2022-01-28 哈尔滨工程大学 一种基于无迹卡尔曼算法海底地震计中电子罗盘误差补偿方法
CN114264997B (zh) * 2021-12-14 2024-03-22 武汉联影生命科学仪器有限公司 梯度灵敏度校准方法、装置及磁共振设备
CN114485728A (zh) * 2022-01-04 2022-05-13 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 一种捷联惯导系统现场快速自标定方法
CN116224468B (zh) * 2023-05-10 2023-08-22 华中光电技术研究所(中国船舶集团有限公司第七一七研究所) 一种陆地重力仪标定方法及标定系数

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2098764C1 (ru) * 1996-05-29 1997-12-10 Русланов Александр Семенович Способ определения местоположения подвижных объектов и устройство для его реализации
WO1998048292A2 (en) * 1997-01-31 1998-10-29 Greenfield Enterprises, Inc. Navigation system and method
US7376507B1 (en) * 2004-05-27 2008-05-20 Sandia Corporation Geophysics-based method of locating a stationary earth object
US7451549B1 (en) * 2006-08-09 2008-11-18 Pni Corporation Automatic calibration of a three-axis magnetic compass
WO2013112230A1 (en) * 2012-01-26 2013-08-01 Invensense, Inc. In-use automatic calibration methodology for sensors in mobile devices

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0625671B2 (ja) * 1987-08-28 1994-04-06 日本航空電子工業株式会社 慣性航法装置
US7275008B2 (en) * 2005-09-02 2007-09-25 Nokia Corporation Calibration of 3D field sensors
US8005635B2 (en) * 2007-08-14 2011-08-23 Ching-Fang Lin Self-calibrated azimuth and attitude accuracy enhancing method and system (SAAAEMS)
DE102008042989A1 (de) * 2008-10-21 2010-04-22 Robert Bosch Gmbh Elektronischer Kompass
US8645093B2 (en) * 2009-11-04 2014-02-04 Qualcomm Incorporated Calibrating multi-dimensional sensor for offset, sensitivity, and non-orthogonality
CN102252689A (zh) 2010-05-19 2011-11-23 北京国浩传感器技术研究院(普通合伙) 一种基于磁传感器的电子罗盘校准方法
CN103153790B (zh) * 2010-10-01 2016-06-08 希尔克瑞斯特实验室公司 使用运动传感器和附接至装置的磁力计的测量数据估计该装置在重力参照系中的偏航角的设备和方法
KR101209571B1 (ko) * 2010-10-20 2012-12-07 한국과학기술연구원 자동 교정 방법 및 장치
US9810549B2 (en) * 2011-01-06 2017-11-07 University Of Utah Research Foundation Systems, methods, and apparatus for calibration of and three-dimensional tracking of intermittent motion with an inertial measurement unit
US9541393B2 (en) * 2011-06-30 2017-01-10 Qualcomm Incorporated Reducing power consumption or error of digital compass
KR101503046B1 (ko) * 2013-08-22 2015-03-24 한국과학기술연구원 다축 감지 장치 및 이의 교정 방법
CN103776451B (zh) 2014-03-04 2016-11-09 哈尔滨工业大学 一种基于mems的高精度三维姿态惯性测量系统以及测量方法
CN104898681B (zh) * 2015-05-04 2017-07-28 浙江工业大学 一种采用三阶近似毕卡四元数的四旋翼飞行器姿态获取方法
CN105352487B (zh) 2015-10-13 2018-06-15 上海华测导航技术股份有限公司 一种姿态测量系统的精度校准方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2098764C1 (ru) * 1996-05-29 1997-12-10 Русланов Александр Семенович Способ определения местоположения подвижных объектов и устройство для его реализации
WO1998048292A2 (en) * 1997-01-31 1998-10-29 Greenfield Enterprises, Inc. Navigation system and method
US7376507B1 (en) * 2004-05-27 2008-05-20 Sandia Corporation Geophysics-based method of locating a stationary earth object
US7451549B1 (en) * 2006-08-09 2008-11-18 Pni Corporation Automatic calibration of a three-axis magnetic compass
WO2013112230A1 (en) * 2012-01-26 2013-08-01 Invensense, Inc. In-use automatic calibration methodology for sensors in mobile devices

Also Published As

Publication number Publication date
CN105352487A (zh) 2016-02-24
KR102008597B1 (ko) 2019-08-07
US10605619B2 (en) 2020-03-31
EP3364151A4 (en) 2019-06-19
KR20170105619A (ko) 2017-09-19
EP3364151A1 (en) 2018-08-22
WO2017063386A1 (zh) 2017-04-20
US20180010923A1 (en) 2018-01-11
CN105352487B (zh) 2018-06-15
EP3364151B1 (en) 2020-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2662458C1 (ru) Способ прецизионной калибровки системы измерения пространственного положения
CN104567871B (zh) 一种基于地磁梯度张量的四元数卡尔曼滤波姿态估计方法
CN112013836A (zh) 一种基于改进自适应卡尔曼滤波的航姿参考系统算法
CN108413986B (zh) 一种基于Sage-Husa卡尔曼滤波的陀螺仪滤波方法
CN109211219B (zh) 一种光纤陀螺仪温度补偿方法
CN103808349B (zh) 矢量传感器的误差校正方法和装置
CN112066984A (zh) 姿态角度解算方法、装置、处理设备和存储介质
CN103983278B (zh) 一种测量影响卫星姿态确定系统精度的方法
CN111413651B (zh) 一种磁场总场的补偿方法、装置、系统及存储介质
CN114579933B (zh) 误差测量优化方法、装置、电子设备及可读存储介质
CN107356786B (zh) 加速度计的校准方法和装置、计算机可读存储介质
CN117109639B (zh) 半球谐振陀螺的温漂误差检测方法及系统
Chen et al. High-precision geomagnetic directional technology based on sensor error correction and adaptive hybrid filter
CN109737985A (zh) 一种基于gnss角度的初始对准优化方法
CN106092140B (zh) 一种陀螺仪零偏估计方法
Dan et al. Application Of Strongly Tracking Kalman Filter In MEMS Gyroscope Bias Compensation
CN110095118A (zh) 一种车身姿态角的实时测量方法及系统
CN109655749A (zh) 采集数据矩阵智能跟踪校准方法及装置
CN115372696A (zh) 基于递归傅里叶级数的电网电压频率计算方法和装置
CN109211271B (zh) 一种磁罗盘自校正方法
Yang et al. An energy efficient pedestrian heading estimation algorithm using smartphones
Liu et al. Modeling of mems gyroscope random error based on Kalman filter
CN117128956B (zh) 基于角速度转换的动态倾角获取方法及应用该方法的设备
Liu et al. Reliable eyes pose measurement for robotic bionic eyes with mems gyroscope and akf filter
Gao et al. Gyro Online Correction Method Based on Kalman Filter and Polynomial Fitting

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200705