[发明专利]一种基于多IMU的误差自标定方法、系统及存储介质

摘要

本发明提供一种基于多IMU的误差自标定方法、系统及存储介质，包括步骤一：将n个IMU根据同属性变量平行的原则进行正反面贴片，根据输出变量将n个IMU所有误差简化为三类综合误差的参数误差模型，基于统计信息对IMU输出最大和最小的量进行剔除，对剔除粗差的IMU进行零偏误差补偿，补偿方法为在输出量中直接加上零偏误差量，对补偿后的零偏误差值进行相同性质和方向的输出求均值，输出相应的加速度计、角速度和磁场强度。本发明解决低成本IMU在不标定条件下精度较低，每个模块单独标定成本较高的问题，通过自标定硬件和算法设计实现精度的提升。

主权项

1.一种基于多IMU的误差自标定方法，其特征在于，包括步骤一：将n个IMU根据同属性变量平行的原则进行正反面贴片，其中n为偶数，n＝2、4、6......32，每个IMU的XYZ轴的9轴输出其中M表示测量值，b表示载体系，i表示IMU编号,ax、ay、az表示加速度计的三轴输出变量，gx、gy、gz为陀螺仪的三轴输出变量，mx、my、mz为磁力计的三轴输出变量，所有IMU信息基于FPGA多SPI口的同步接口同步输出；步骤二：根据IMU误差简化模型，IMU含有三类误差，即零偏误差、线性误差和正交误差，其中加速度计零偏差计算公式为其中bias是零偏误差量，bias.ax表示加速度计x轴的零偏，bias.ay表示加速度计y轴的零偏，bias.az表示加速度计z轴的零偏，imui表示编号为i的IMU，i＝1、2、3、4、5……n；根据同样的方式获取陀螺仪零偏误差量bias.gx、bias.gy、bias.gz；根据同样的方式获取磁力计零偏误差量bias.mx、bias.my、bias.mz；步骤三：基于统计信息对IMU输出最大和最小的输出量进行剔除；步骤四：对剔除粗差的IMU进行零偏误差补偿，补偿方法为在输出量中直接加上步骤二计算得到的零偏误差量，加速度计零偏误差补偿输出值计算方法为，其中Ax Ay Az表示补偿后的加速度输出值；ax ay az表示IMU输出的初始测量值，B_3*3对角线元素表示加速度计的线性误差，非对角线元素表示正交耦合误差的简化补偿参数，对角线参数b11、b22、b33表示线性度误差系数，其他非对角线参数表示正交耦合误差系数；根据同样的原理计算角速度补偿与磁场强度误差补偿值；步骤五：对剔除粗差并进行补偿后的所有相同性质和方向的输出量求均值，输出相应的加速度、角速度和磁场速度。