[发明专利]一种MIMU中MEMS陀螺仪的误差标定补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及惯性传感器的标定补偿技术领域，具体涉及一种MIMU中MEMS陀螺仪的误差标定补偿技术。

背景技术

MIMU(Micro Inertial Measurement Unit，微小型惯性测量单元)是采用MEMS(Micro Electro-Mechanical System，惯性传感器)，例如陀螺仪、陀螺仪，作为惯性测量元件的惯性导航系统。采用MEMS技术制造的硅微陀螺仪具有体积小、重量轻、成本低等特点，是目前微型航姿系统中应用的主要惯性测量元件。

在理想的状态下，MIMU中三只陀螺仪的敏感轴方向应是相互垂直的，并且与参考系重合。实际上，由于PCB板加工工艺以及装配工艺的限制，陀螺仪的输入轴系并非正交系，与参考系也不重合，形成非正交误差。除此之外，MEMS陀螺仪的主要原材料是硅，硅是一种热敏材料，当温度变化时，传感器内部的几何尺寸会发生变化，使得陀螺仪的输出发生变化，导致陀螺仪的零偏和标度因数发生变化，形成温度漂移误差。

通常对MEMS陀螺仪的建模和标定方法分为两种，一是在各个温度段下建立误差模型，误差模型包括陀螺仪的零偏、标度因数和非正交误差项，实时补偿时将模型反推过来，通过温度得到当前的模型，再结合传感器的输出计算得到当前角速度值；二是抛开通常的将温度分开的建模思想，统一进行误差建模和补偿，该类模型中通常包含了陀螺仪的输出项、温度项和温度变化项等，其模型复杂，参数多，试验繁琐，在实际工程应用时并不可取。

在实际进行陀螺仪的标定补偿时，目前多采用第一种方法，使用各轴正反匀速旋转法对陀螺仪进行标定，其模型如下式所示。

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