[发明专利]抑制三轴惯性传感器的共模误差及相干噪声的方法与设备

说明书

技术领域

本发明涉及传感器校正领域，更具体地说，涉及一种抑制三轴惯性传感器的共模误差及相干噪声的方法，以及一种实现抑制三轴惯性传感器的共模误差及相干噪声的方法的读取设备。

背景技术

在日新月异的现代化城市，人们对科技的要求越来越高，新技术早已取代原本老旧的、不合时宜的技术，在新技术的推动下，传感器的发展也突飞猛进，目前传感器的使用已经覆盖了80％的电子产品，大到汽车，小到手机，传感器的使用无处不在，特别是MEMS传感器。MEMS传感器是基于集成电路的新兴产业，利用集成电路体积小、集成度高的特点，把机械系统也集成到芯片中，形成微机械系统，它具有体积小、重量轻、灵敏度高、易于批量生产、成本低、可测量各种物理量、化学量和生物量等优势，具有非常广泛的应用。

目前，可穿戴设备是现代科技的潮流，正因为传感器的高速发展，使得可穿戴设备在技术领域有了巨大突破，越来越多的厂商投入到这个领域中，譬如许多知名的大公司：苹果、三星、小米等，它们均推出了自己的智能手表和智能手环，不仅能和手机进行实施通信，还能准确测量佩戴者的心率、血压、运动量等健康因素，甚至还能进行室外、室内的定位。但是，可穿戴设备还存在许多误差问题，影响其精度，因此，消除误差是当前研究的重中之重。

为了提高传感器的测量精度，消除共模误差及相干噪声是问题的关键，目前有许多算法上消除误差的方法，但是效果都不太明显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种从数据源头消除共模误差的抑制三轴惯性传感器的共模误差及相干噪声的方法，以及实现抑制三轴惯性传感器的共模误差及相干噪声的方法的读取设备。

本发明的技术方案如下：

一种抑制三轴惯性传感器的共模误差及相干噪声的方法，将两个三轴惯性传感器上下左右均反向地堆叠在同一位置，分别采集两个三轴惯性传感器在同一时刻的测量值，然后将两个三轴惯性传感器的测量值作差、求平均，得到抑制共模误差及相干噪声后的测量值。

作为优选，以堆叠的两个三轴惯性传感器的中心为原点，建立XYZ坐标系，两个三轴惯性传感器在同一时刻的测量值，在X轴、Y轴、Z轴方向的测量值为异号，把两个三轴惯性传感器在同一时刻的X轴、Y轴、Z轴方向的测量值进行作差、求平均，得到抑制共模误差及相干噪声后的测量值。

作为优选，测量值包括真实数值、误差值、相干噪声；将两个三轴惯性传感器在同一时刻的瞬时测量值作差，将共模误差抵消，真实数值加倍。

作为优选，在忽略相干噪声的前提下，将加倍的真实数值求平均，得到消除共模误差后的真实数值。

作为优选，分别单独对两个三轴惯性传感器进行测量值读取，并且保存在不同寄存器中，保证采集测量值的同步性。

一种实现抑制三轴惯性传感器的共模误差及相干噪声的方法的读取设备，两个三轴惯性传感器分别连接一个读取器与寄存器，然后将测量值发送到上位机进行作差、求平均，得到抑制共模误差及相干噪声后的测量值。

本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种抑制三轴惯性传感器(包括三轴加速度计，三轴陀螺仪)的共模误差及相干噪声的方法，所述的方法主要利用差分的思想，让两个三轴惯性传感器处于同一位置，但方向完全相反，当传感器工作时，对采集到的测量值进行处理，从而消除线性共模误差、相干噪声和传感器的漂移误差。所述的方法简单明了，能帮助开发者在使用传感器的过程中，提高其测量精度，方便传感器更好的应用。例如现在比较流行的四轴飞行器、传感器室内定位、空中鼠标等，凡是使用加速度计、陀螺仪相关传感器的领域，都有较大的发展前景。

本发明同时提供一种实现抑制三轴惯性传感器的共模误差及相干噪声的方法的读取设备，采用两个读取器(如单片机)来读取测量值，并将测量值放到不同寄存器中，再用相应的算法进行数据处理，最后得到可靠的传感器参数，能够实现准确无误地把优化后的数据应用在不同领域中。

附图说明

图1是两个三轴惯性传感器的堆叠示意图；

图2是本发明的读取设备的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。