[发明专利]惯性测量单元的水平安装偏差角标定方法、设备及介质

说明书

本发明提供了一种惯性测量单元的水平安装偏差角标定方法，其特征在于，通过在校准平台上放置惯性测量单元，在预设时间段内采集惯性测量单元中三轴加速度计输出的第一观测值数据，并根据第一观测值数据计算得到第一水平姿态角；通过将载体绕垂直于校准平台的轴向旋转预设角度，在预设时间段内采集惯性测量单元中三轴加速度计输出的第二观测值数据，并根据第二观测值数据计算得到第二水平姿态值；通过第一水平姿态值和第二水平姿态值计算出惯性测量单元与载体之间的水平安装偏差角。本申请中的惯性测量单元的水平安装偏差角标定方法，使整个水平安装偏差角的标定过程无局限性，节省了人力成本和时间成本。

技术领域

本发明属于惯性导航领域，具体涉及惯性测量单元的水平安装偏角标定方法。

背景技术

随着惯性导航和组合导航的快速发展，小型化、低成本和低功耗的 MEMS-IMU/GNSS组合技术得到广泛应用，如无人机导航、汽车安全、电子交通、消费电子、工程测量等领域都大量应用该技术。同时，用户对MEMS-IMU/GNSS 组合技术的精度及可靠性提出了更高的要求。

MEMS-IMU误差补偿技术是一项重要技术，其中对IMU(Inertial measurementunit，惯性测量单元)在载体上存在的水平安装误差进行补偿有着非常重要的价值。如许多公司在研发MEMS-IMU组合技术相关的产品时，考虑到成本因素常选用工业级MEMS-IMU模块进行贴片或安装，由于贴片或安装工艺差别会导致惯性测量单元与载体之间存在安装误差，若不能将该项误差补偿掉，将一直存在于系统中影响定姿精度。IMU水平安装偏差角补偿可以基于数据进行补偿，也可以针对姿态进行水平补偿，但是补偿的前置条件是必须对水平安装偏差角进行准确标定。当前惯性测量单元与载体之间的水平安装误差标定方法主要有利用重力加速度矢量和转台参考信息进行标定、基于光学标定基准面进行标定和将安装误差引入状态方程在运动状态下进行估计。

利用重力加速度矢量和转台参考信息或光学标定基准面标定惯性测量单元与载体之间的水平安装误差，关键在于必须要有可靠的转台或者光学标定基准面，此种方法对于转台或光学标定基准面的要求较高，整个水平安装误差的标定过于依赖转台或光学标定基准面，具有一定的局限性。将安装误差引入状态方程在运动状态下进行估计方法不需要特定校准设备，但需要引入外部信息如 GNSS位置、速度信息进行组合滤波，需要载体在能直接观测到GNSS卫星的环境中进行一定的机动才能完成标定，整个标定周期较长，增加了人力成本和时间成本。

综上，现有技术中对于惯性测量单元与载体之间的水平安装误差标定方法具有一定局限性，不能满足对批量惯性测量单元与载体的参数标定的要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供惯性测量单元的水平安装偏差角标定方法，其能克服现有技术中对于惯性测量单元与载体之间的水平安装误差标定方法的局限性，解决不能满足对批量惯性测量单元与载体的参数标定的问题。

本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其能克服现有技术中对于惯性测量单元与载体之间的水平安装误差标定方法的局限性，解决不能满足对批量惯性测量单元与载体的参数标定的问题。

本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质，其能克服现有技术中对于惯性测量单元与载体之间的水平安装误差标定方法的局限性，解决不能满足对批量惯性测量单元与载体的参数标定的问题。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

惯性测量单元的水平安装偏差角标定方法，所述惯性测量单元安装在载体上，所述水平安装偏差角为所述惯性测量单元与载体之间的水平安装偏差角，所述水平安装偏差角包括惯性测量单元坐标系相对于载体坐标系的水平安装俯仰偏差角和水平安装横滚偏差角，包括以下步骤：

采集第一观测值数据，将安装有惯性测量单元的载体放置在校准平台上，在预设时间段内采集惯性测量单元中三轴加速度计输出的第一观测值数据；