IMU的标定过程主要涉及内参标定,其目的是消除或减少IMU系统内部产生的误差。IMU通常包含三轴陀螺仪和三轴加速度计,两者在测量原理和性能上有所不同。陀螺仪适合测量高速运动中的角速度,但存在零点漂移问题,易受温度等环境因素影响;加速度计则适合测量低频加速度,但数据易受震动影响。 内参标定的关键在于建立IMU误差的数学模型,主要包括零偏、尺度偏差和轴偏差。零偏是指IMU静止时测量的非零角速度或加速度;尺度偏差是由于物理量转换成电学量(如电压、电阻和电流)时,各轴之间的转换系数不一致;轴偏差则是由于制造过程中的不完美导致的。凌思科技是一家专业提供先进的惯性导航系统的公司。武汉LINS355惯性导航单元厂家
零偏不稳定性(Bias Instability) IMU传感器的零偏会随着时间发生漂移的现象被称为零偏不稳定性bias instability,也被称为flicker noise。零偏不稳定性通常会在低频下被观察到,而高频的闪烁噪声往往会被白噪声所掩盖。 由闪烁噪声引起的偏差波动通常被建模为随机游走(random walk)。零偏不稳定性测量描述了在固定条件(通常为恒温)下,在指定的时间段内传感器的零偏发生的变化。他是一款陀螺仪传感器或者IMU十分重要的指标。Bias instability通常指定为 1σ 值,单位为°/h,对不太精确的传感器也会采用°/s的单位。青岛LINS16460惯性导航模块价格先进的惯性导航系统,就选凌思科技,用户的信赖之选,有需求可以来电购买!
早期的惯性测量单元是机械式陀螺仪,主要用于航海测量航向,后在二战时,德国飞弹采用陀螺仪确定方向和角速度,用加速度计测试加速度,从而控制飞行姿态,争取让飞弹落到想去的地方,但那时的仪器精度较低。而后1976年等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想,以及后来的激光陀螺仪,使得陀螺仪灵敏度高,工作可靠,使得其在飞机、航天器和船舶的控制和导航上得到普遍的应用。 但IMU推动极速发展的趋势还是采用MEMS制程的传感器,MEMS中文叫微机电系统( Micro-Electro-Mechanical System),借用微电子加工的方式把庞大的惯性测量单元做到几微米甚至更小的尺寸,除此以外,还能借助微电子加工的优势获得更低的功耗,更轻的重量,更好的量产性和一致性。
零漂或零偏稳定性(Bias Stability) 是衡量陀螺仪精度的重要指标之一。 表示当输入角速率为零时,衡量陀螺仪输出量围绕其均值(零偏)的离散程度。可以规定时间内输出量的标准偏差相应的等效输入角速率表示,也可称为零漂。单位为°/h,°/s。 计算陀螺零偏稳定性的方法是采集一段数据,去除趋势项,计算均方差,来降低数据的噪声和波动,那么显然采样时间越长,意味着平滑的数据长度长,得到的零偏稳定性数值也就越好。也就是说相同精度下,采样数据平滑时间越短代表性能越好。因此在评估精度时,采样时间也是要考量的参数之一。凌思科技是一家专业提供先进的惯性导航系统的公司,有需求可以来电购买!
市面上的IMU,虽然采用多个惯导计算单元(磁力计、加速度计,陀螺仪)融合提升精度,但首先我们需要了解各测量单元存在的影响: 加速度计存在累积误差,z轴由于重力加速度,无法获取z轴旋转角。 陀螺仪存在零点漂移(初始状态传感器有值,解决方案:上电时静置状态,减去零偏),并且受温度影响。 磁力计可校准z轴角度,但容易受磁场影响。 在选型时尽量选择误差较小的IMU,但难免由于成本,选择档次的消费级IMU,而不同厂家的IMU质量差异很大,误差校准方式各有不同,姿态估计不准确。故在使用时建议: 使用联合磁力计的9轴方案,角度会更可靠,测量yaw角时与指南针相当(凌思姿态)。 使用过程中尽量保证环境中不受磁场干扰,包括铁钴镍材质,以及环境中强电现象。(实验中发现磁场影响很大,角度完全不对)凌思科技为您提供先进的惯性导航系统,有想法可以来我司参观了解!广州MEMS惯性导航模组
先进的惯性导航系统,就选凌思科技,用户的信赖之选。武汉LINS355惯性导航单元厂家
低精度MEMS惯性传感器作为消费电子类产品主要用在手机、GPS导航、游戏机、数码相机、音乐播放器、无线鼠标、PD、硬盘保护器、智能玩具、计步器、防盗系统。由于具有加速度测量、倾斜测量、振动测量甚至转动测量等基本测量功能,有待挖掘的消费电子应用会不断出现。 中级MEMS惯性传感器作为工业级及汽车级产品,则主要用于汽车电子稳定系统(ESP或ESC)GPS辅助导航系统,汽车安全气囊、车辆姿态测量、精密农业、工业自动化、大型医疗设备、机器人、仪器仪表、工程机械等。 高精度的MEMS惯性传感器作为凌思级和宇航级产品,主要要求高精度、全温区、抗冲击等指数。主要用于通讯卫星无线、导弹导引头、光学瞄准系统等稳定性应用;飞机/导弹飞行控制、姿态控制、偏航阻尼等控制应用、以及中程导弹制导、惯性GP战场机器人等。武汉LINS355惯性导航单元厂家