[发明专利]一种倾角快速标定及温度补偿方法及系统

说明书

本发明公开了一种倾角快速标定及温度补偿方法及系统，该方法包括：通过将倾角仪中的加速度计在绕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，采集其在不同的温度下的标定后的三轴加速度输出值；并通过三角函数关系推导出三轴倾角标定值公式，通过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；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，对倾角输出值进行温度补偿，本发明采集少量数据的情况下，实现快速倾角温度补偿。

技术领域

本发明涉及惯性传感器技术的应用领域，尤其涉及一种倾角快速标定及温度补偿方法及系统。

背景技术

倾角仪是一种精确的角度测量设备，自从数字加速度计发展以来，MEMS数字加速度计测试系统得以发展和迅速推广。在某些应用中，如整个时间范围内作用于系统的净加速或力是重力，那么可以使用微机电系统(MEMS)加速度计来测量倾斜的静态角度，且MEMS加速度计倾角仪具有全天候、干扰小、精度高等优点。但是根据数字加速度计的安装和测量机制的不同，三轴数字加速度计存在的主要误差有零位偏差、标定系数误差、安装误差等等。

目前，在提高加速度计的精度方面研究较多，例如发明专利CN 111076748 A中，提出了一种基于MEMS加速计的水平倾角误差补偿方法及系统，虽然建立了加速度计测量误差关于温度的函数关系式，但其使用的十二位置法静态翻滚方案较为繁琐，需要采集倾角仪在转台上的十二个位置的数据，操作时间过长，步骤繁琐，不适用于一些需要快速倾角标定数据的场合；

针对上述情况，本方案采用无三轴转台标定法，可以实现快速倾角标定，数据精准，解决产品快速安装、数据测量等实际应用问题。

发明内容

本发明提供了一种倾角快速标定及温度补偿方法，用以解决现有水平倾角仪温度补偿方法采集数据多，步骤繁琐的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种倾角快速标定及温度补偿方法，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。

进一步的，得到的三轴加速度标定值公式为：