[发明专利]一种倾角快速标定及温度补偿方法及系统

权利要求书

1.一种倾角快速标定及温度补偿方法，应用于基于加速度计的倾角仪，其特征在于，包括以下步骤：

将倾角仪放置在水平面上作为初始位置，通过将倾角仪中的加速度计绕X和Y轴顺逆时针各旋转90度，再绕X或Y轴旋转180度，采集六个位置的加速度计三轴加速度测量值；建立误差标定模型，得到三轴加速度标定值公式并对加速度计进行标定；将倾角仪置于高低温箱内的单轴转台平面，采集加速度计的在不同的温度下的标定后的三轴加速度输出值；并通过标定后的三轴加速度输出值之间的三角函数关系推导出三轴倾角标定值公式，将经标定的三轴加速度输出值代入三轴倾角标定值公式计算出三轴倾角标定值；倾角误差为不同温度下计算得到的三轴倾角标定值的差值；利用最小二乘法建立倾角误差与温度之间的函数关系式，得到倾角温度补偿公式，以对倾角仪的倾角输出值进行温度补偿；

其中，得到的三轴加速度标定值公式为：

其中detK＝(S_x·S_y·S_z+K_xy·K_zx·K_yx+K_zx·K_yx·K_zy-K_xz·S_y·K_zx-K_yz·K_zy·Sx-Sz·Kxy·Kyx) ；M为三轴加速度标定值；AX2、AY2和AZ2分别为三轴的加速度测量值；B_x、B_y和B_z分别为加速度计X、Y和Z轴三个方向上的零点漂移值；S_x、S_y和S_z分别为加速度计X、Y和Z轴三个方向上的比例因子；K_yx和K_zx是数字加速度计在X轴方向上安装误差因数，K_xy和K_zy是加速度计在Y轴方向上安装误差因数，K_xz和K_yz是加速度计在Z轴方向上安装误差因数；

所述将六个位置的加速度计三轴加速度测量值代入误差标定模型，得到三轴加速度标定值公式，包括将六个位置的加速度计三轴加速度测量值代入误差标定模型，计算得到：

其中，A_XX2(顺)、A_XY2(顺)和A_XZ2(顺)分别为加速度计绕X轴顺时针旋转90度的加速度测量值；A_XX2(逆)、A_XY2(逆)和A_XZ2(逆)分别为加速度计绕X轴逆时针旋转90度的加速度测量值；

其中，A_YX2(顺)、A_YY2(顺)和A_YZ2(顺)分别为加速度计绕Y轴顺时针旋转90度的加速度测量值；A_YX2(逆)、A_YY2(逆)和A_YZ2(逆)分别为加速度计绕Y轴逆时针旋转90度的加速度测量值；

其中，A_X2(初始)、A_Y2(初始)和A_Z2(初始)分别为加速度计在初始位置下水平放置的加速度测量值；A_XX2、A_XY2和A_XZ2分别为加速度计绕X轴旋转180度的加速度测量值；A_YX2、A_YY2和A_YZ2分别为加速度计绕Y轴旋转180度的加速度测量值。

2.根据权利要求1所述的一种倾角快速标定及温度补偿方法，其特征在于，所述通过标定后的三轴加速度输出值之间的三角函数关系推导出三轴倾角标定值公式：

其中，Φ为俯仰角，即倾角仪X轴与水平面XY之间的夹角；θ为滚转角，即加倾角仪Y轴与水平面XY之间的夹角。