[发明专利]一种姿态检测系统标定方法

说明书

本发明公开了一种姿态检测系统标定方法，属于管道姿态检测技术领域。本发明中，根据姿态检测系统中陀螺仪与加速度传感器误差特性，建立误差模型，在通过位置标定和速率标定来标定上述误差模型中的误差系数，该标校方法简单易用，可操作性强，适于工程应用。

技术领域

本发明涉及管道姿态检测技术领域，尤其涉及一种姿态检测系统标定方法。

背景技术

随着石油天然气等能源的需求量逐渐加大，管道作为最基础、最经济的能源运输方式之一，其安全性越来越受到重视。姿态检测系统随管道检测器在管道内运行，为管道缺陷检测提供沿管道周向旋转的角度和倾角信息。姿态检测系统通常包括陀螺仪和加速度传感器，姿态检测系统的工作性能受许多误差源如安装误差、制造误差等的影响，因此，有必要标定姿态检测系统的各误差参数，并在组成姿态检测系统时对误差做补偿。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单易用、操作性强的姿态检测系统标定方法，以修正姿态检测系统的常值误差，提高姿态检测系统的精度。

为达上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种姿态检测系统标定方法，包括以下步骤：

步骤一、根据姿态检测系统中陀螺仪与加速度传感器误差特性，建立误差模型：N_grx＝D_fx+S_grxω_x

N_gx＝K_gx0+K_gx1a_y+K_gx2a_z+S_gxa_x (1)；

N_gy＝K_gy0+K_gy1a_x+K_gy2a_z+S_gya_y

N_gz＝K_gz0+K_gz1a_x+K_gz2a_y+S_gza_z

式中，N_grx为陀螺仪的脉冲输出，脉冲数/s；N_gx、N_gy、N_gz分别为加速度传感器在X轴、Y轴、Z轴的脉冲输出，脉冲数/s；D_fx为陀螺仪的常值漂移，脉冲数/s；S_grx为陀螺仪的标度因数，(脉冲数/s)/(°/s)；K_gx1、K_gx2、K_gy1、K_gy2、K_gz1，K_gz2为加速度传感器的安装误差系数，(脉冲数/S)/(°/s)；K_gx0、K_gy0、K_gz0为加速度传感器的偏值，脉冲数/S；S_gx、S_gy、S_gz为加速度传感器的标度因数，(脉冲数/S)/g；

步骤二、标定，包括位置标定和速率标定，位置标定设计6个位置对加速度传感器的误差系数进行标定，6个标定位置分别为令转台的X轴、Y轴、Z轴分别与地球坐标系的天、地重合的六个位置，让姿态检测系统依次处于6个位置，调整好转台后，连续记录一定时间T1内加速度传感器的脉冲输出；

速率标定，设计至少4个角速度对陀螺仪的误差系数进行标定，采集陀螺仪在4个角速度下且在一定时间T2内的脉冲输出，其中两个角速度分别为同一速率下的沿顺时针和逆时针的角速度，另两个角速度分别为另一相同速率下的沿顺时针和逆时针的角速度；