Ως βασικό συστατικό ενός αδρανειακούσύστημα πλοήγησης, η ακρίβεια των μετρήσεων της IMU καθορίζει άμεσα τη συνολική απόδοση του συστήματος πλοήγησης. Two-dimensional calibration of the IMU primarily involves calibrating the error parameters of the accelerometers and gyroscopes in the horizontal plane (typically a combination of pitch-roll or azimuth-pitch). Αταχύτητα διπλού άξοναΤο τετράγωνο, με τις υψηλής ακρίβειας δυνατότητες τοποθέτησης γωνίας και ελέγχου στάσης, αποτελεί τον βασικό εξοπλισμό για την επίτευξη αυτής της βαθμονόμησης.βασίζεται σε βιομηχανικά πρότυπα και τεχνικές πρακτικές, περιγράφει λεπτομερώς ολόκληρη τη διαδικασία διδιάστατης βαθμονόμησης IMU με χρήση διάξιαςΠοσοστόΠίνακας, που καλύπτει τέσσερα κύρια στάδια: προετοιμασία προ της βαθμονόμησης, βασικές διαδικασίες βαθμονόμησης, επεξεργασία και επαλήθευση των δεδομένων και τελικά στάδια, που εξασφαλίζουν την τυποποίησηκαιεπαναληψιμότητατης διαδικασίας βαθμονόμησηςκαι την αξιοπιστία τουβαθμονόμησηαποτελέσματα.
Ι. Προετοιμασίες πριν από την βαθμονόμηση
Η προετοιμασία της βαθμονόμησης είναι θεμελιώδης για τη διασφάλιση της ακρίβειας της βαθμονόμησης.Εγκατάσταση και αποδιορθώσεις IMU, και εγκατάσταση λογισμικού συστήματος, ώστε να εξασφαλίζεται ότι κάθε στάδιο πληροί τις απαιτήσεις βαθμονόμησης.
(Ⅰ) Επιλογή και επιθεώρηση εξοπλισμού
1.Δύο άξονεςΠοσοστόεπιλογή πίνακα: Βάσει του επιπέδου ακρίβειας και των απαιτήσεων βαθμονόμησης της IMU, επιλέξτε διπλό άξοναΠοσοστόΓια τις ΜΜΕ μεσαίας έως υψηλής ακρίβειας (όπως οι ΜΜΕ βαθμού πλοήγησης), ηΠοσοστόΗ ακρίβεια γωνιακής θέσης του τραπεζιού πρέπει να είναι καλύτερη από 10′′ και η κατακόρυφη θέση του άξονα καλύτερη από 5′′.ΠοσοστόΤαυτόχρονα, η ακρίβεια της θέσης του πίνακα μπορεί να μειωθεί κατάλληλα (ακριβότητα γωνιακής θέσης ≤ 30 ′′).Ποσοστόο πίνακας πρέπει να υποστηρίζει στατικές λειτουργίες θέσης και δυναμικές λειτουργίες εξόδου ταχύτητας και να πληροί τις απαιτήσεις βαθμονόμησης για μηδενική παρακμή επιταχυντή και συντελεστή κλίμακας,καθώς και το γυροσκόπιο μηδενικής προκατάληψης και συντελεστή κλίμακας.
2.Έλεγχοι βοηθητικού εξοπλισμού: Προετοιμάστε τροφοδοσία υψηλής ακρίβειας (σταθερότητα τάσης εξόδου ≤ 0,1%) για την τροφοδότηση της ΜΜΕ, διασφαλίζοντας ότι οι διακυμάνσεις τάσης δεν προκαλούν σφάλματα μέτρησης·να χρησιμοποιεί κάρτα απόκτησης δεδομένων (λιγμός δειγματοληψίας ≥ 100Hz), ανάλυση ≥16-bit) για την απόκτηση των σημάτων επιτάχυνσης και γωνιακής ταχύτητας που εκπέμπονται από την IMU, καθώς και των σημάτων ανατροφοδότησης γωνιακής θέσης/γωνιακής ταχύτητας τουΠοσοστόπίνακα. Ελέγξτε το σύστημα ελέγχου με τοΠοσοστόΤα εργαλεία που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των πινάκων είναι τα εξής:όργανο ισοπέδωσηςκαι κλειδί ροπής απαιτούνται για την ισοπέδωση και τη στερέωση της ΜΜΕ μετά την εγκατάσταση.
3.Κλιματισμός και επαλήθευση εξοπλισμού: Προκαταρκτική βαθμονόμηση του διπλού άξοναΠοσοστόΤο πίνακα εκτελείται για να επαληθεύσει τη γωνιακή θέση του,γωνιακή ταχύτηταακρίβεια και κάθετη άξονα,μεταξύ άλλων τεχνικών προδιαγραφώνΟι πραγματικές τιμές και οι αξίες εντοπισμού για κάθε άξονα τουΠοσοστόΗ μέτρηση των διακυμάνσεων της επιφάνειας του πίνακα σε διαφορετικές γωνιακές θέσεις εξασφαλίζει ότι οι αποκλίσεις βρίσκονται εντός αποδεκτών ορίων.Ποσοστότο οριζόντιο επίπεδο αναφοράς του πίνακα ελέγχεται ώστε να εξασφαλίζεται ότι η επίπεδότητά του είναι καλύτερη από5Ταυτόχρονα, η ΜΜΕ ενεργοποιείται και προθεραπεύεται, καταγράφεται η αρχική κατάσταση εξόδου της και εξαλείφονται οι αρχικές δυσλειτουργίες του εξοπλισμού.
(Ⅱ) Έλεγχος της περιβαλλοντικής κατάστασης
1.Ρυθμισμός θερμοκρασίαςΗ θερμοκρασία του περιβάλλοντος βαθμονόμησης πρέπει να ελέγχεται σε (20±2) °C και ο ρυθμός αλλαγής θερμοκρασίας πρέπει να είναι ≤ 0,5°C/h.. This can be achieved through a constant temperature laboratory or a temperature control system to ensure temperature stability during calibration and reduce the impact of temperature drift on the calibration results.
2.Έλεγχος δονήσεων και παρεμβολών: Το περιβάλλον βαθμονόμησης πρέπει να είναι μακριά από πηγές δονήσεων (όπως μηχανήματα εργαλείων, ανεμιστήρες),βαρέα οχήματα κ.λπ.), και πρέπει να λαμβάνονται μέτρα απομόνωσης από δονήσεις στο έδαφος (όπωςκατασκευή θεμελιώδους απομόνωσης από δονήσεις ήΤαυτόχρονα, αποφύγετε τις ισχυρές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και γείστε τοΠοσοστόεξοπλισμός τραπέζι, ΜΜΕ και συλλογής δεδομένων (αντίσταση γείωσης ≤ 4Ω) για τη μείωση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών θορύβου στο σήμα εξόδου ΜΜΕ.
3.Έλεγχος της πίεσης και της υγρασίας του αέρα: Για τις ΜΜΕ που βασίζονται στην πίεση του αέρα για τη βαθμονόμηση (όπως ορισμένες συνδυασμένες ΜΜΕ με βαρομέτρα), η πίεση του ατμοσφαιρικού αέρα θα πρέπει να σταθεροποιείται σε τυποποιημένη ατμοσφαιρική πίεση (101,325 kPa±1 kPa),και η σχετική υγρασία θα πρέπει να ελέγχεται στο 40%~60% για να αποφεύγονται αλλαγές υγρασίας που προκαλούν υγρασία των εσωτερικών κυκλωμάτων της ΜΜΕ ή επιδείνωση της απόδοσης της μόνωσης.
(Ⅲ) Εγκατάσταση και εξακρίβωση προβλημάτων IMU
1.Μηχανική εγκατάσταση: Ασφαλίστε τη μονάδα IMU στοΕργασιακό πίνακα του πίνακα ταχύτητας διπλού άξονα με ειδική ζύγισμα, διασφαλίζοντας ότι ο άξονας ανίχνευσης της IMU ευθυγραμμίζεται με τονέφαγεΣυνήθως, ο άξονας Χ της ΜΜΕ θα πρέπει να είναι παράλληλος με τον άξονα περιστροφής τουέφαγεο εσωτερικός (ή ο εξωτερικός) άξονας του πίνακα και ο άξονας Z πρέπει να είναι κάθετος προς το rέφαγετο επίπεδο της επιφάνειας εργασίας του τραπεζιού (δηλαδή κατά μήκος της κατεύθυνσης της βαρύτητας).αποφυγή της υπερβολικής χαλαρότητας που θα μπορούσε να προκαλέσει εκτόπισμα της ΜΜΕ κατά τη διάρκεια της βαθμονόμησης, ή υπερβολική σφιχτότητα που θα μπορούσε να προκαλέσει διαρθρωτική παραμόρφωση της ΜΜΕ.
2.Κλιματισμός ευθυγράμμισης άξονα: Η ακρίβεια ευθυγράμμισης μεταξύ της IMU και τηςΠοσοστόΠρώτα, ρυθμίστε το επίπεδο τουΠοσοστόΤο μόνιμο μέσο που χρησιμοποιείται για την ανάλυση των διαστάσεων είναι το μόνιμο μέσο που χρησιμοποιείται για την ανάλυση των διαστάσεων της επιφάνειας.ΠοσοστόΠληροφορίες σχετικά με την εφαρμογή του συστήματοςΠοσοστόο άξονας περιστροφής του τραπεζιού. Το σφάλμα παράλληλου πρέπει να είναι ≤ 5′′. Εάν η ακρίβεια ευθυγράμμισης δεν πληροί τις απαιτήσεις,ρυθμίζει τη θέση του φωτιστικού και επαναλαμβάνει την βαθμονόμηση μέχρι να πληροί το πρότυπο.
3.Ηλεκτρική σύνδεση και αποδιορθώσεις: Συνδέστε τη ΜΜΕ με την κάρτα τροφοδοσίας και λήψης δεδομένων, εξασφαλίζοντας ασφαλή καλωδίωση και καλή επαφή για την αποφυγή απώλειας ή στρέβλωσης του σήματος που προκαλείται από χαλαρές συνδέσεις.ο χρόνος προθέρμανσης εξαρτάται από τον τύπο IMU (οι IMU βαθμού πλοήγησης απαιτούν συνήθως 30-60 λεπτάΚατά την προθερμοποίηση, παρακολουθείστε τη σταθερότητα του σήματος εξόδου του IMU. Σε περίπτωση διακυμάνσεων του σήματος,υπερβολικός θόρυβος, ή άλλες ανωμαλίες εμφανίζονται, να επιλύσει το πρόβλημα της καλωδίωσης ή του εξοπλισμού.
(Ⅳ) Εγκατάσταση συστήματος λογισμικού
1.Διαμόρφωση λογισμικού ελέγχου: Εγκατάσταση του διπλού άξοναΠοσοστόΤο λογισμικό ελέγχου πίνακα και να ρυθμίσει το rέφαγεπαραμέτρους άξονα του πίνακα (όπως διάμετρος άξονα, αναλογία μετάδοσης), λειτουργία ελέγχου (στατική/δυναμική), γωνιακή θέση/γωνιακή ταχύτηταρυθμίσεις, κλπ. Ταυτόχρονα, ορίστε τις συνθήκες ενεργοποίησης της απόκτησης δεδομένων για να διασφαλιστεί ότι η απόκτηση δεδομένων αρχίζει μόνο μετά τηνέφαγεΗ στάση του τραπεζιού έχει σταθεροποιηθεί, αποφεύγοντας παρεμβολές σήματος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετάβασης.
2.Αποδιορθώσεις λογισμικού απόκτησης δεδομένων: Αποδιορθώστε το λογισμικό απόκτησης δεδομένων, ορίζοντας παραμέτρους όπως ρυθμός δειγματοληψίας, διάρκεια δειγματοληψίας και μορφή αποθήκευσης δεδομένων (π.χ. αρχείο CSV, MAT).Ολοκληρώνεται η λειτουργία του εν λόγω συστήματος.Ποσοστότο σήμα ανατροφοδότησης πίνακα, διασφαλίζοντας ότι οι χρονογραφίες τους ευθυγραμμίζονται με σφάλμα ≤1 ms. Ελέγξτε την ακεραιότητα και την ακρίβεια της απόκτησης δεδομένων μέσω προσομοιωμένων δοκιμών απόκτησης,και την αντιμετώπιση προβλημάτων όπως απώλεια δεδομένων και καθυστερήσεις.
3.Εφαρμογή αλγορίθμου βαθμονόμησης: Με βάση τις απαιτήσεις βαθμονόμησης (όπως βαθμολόγηση με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα με κλίμακα)να αναπτύξουν τον αντίστοιχο αλγόριθμο βαθμονόμησης (όπως η μέθοδος των ελάχιστων τετραγώνων), μέθοδος φίλτρου Kalman). Αρχικά τις παραμέτρους του αλγορίθμου, όπως ο αριθμός των επαναλήψεων και το κατώτατο όριο σύγκλισης,για να διασφαλιστεί ότι ο αλγόριθμος μπορεί να λύσει με ακρίβεια τις παραμέτρους σφάλματος της ΜΜΕ.
ΙΙ. Διαδικασία βαθμονόμησης πυρήνα
Η διαδικασία βαθμονόμησης του πυρήνα περιστρέφεται γύρω από τα δύο βασικά συστατικά της IMU: το επιταχυνόμετρο και το γυροσκόπιο.Βάσει των δυνατοτήτων στατικής θέσης και δυναμικού ελέγχου ταχύτητας του διπλού άξοναΠοσοστόΗ διαδικασία αυτή λαμβάνει ως παράδειγμα τη διμερή βαθμονόμηση "pitch-roll", η οποία καλύπτει τρία βασικά βήματα:Στατική βαθμονόμηση επιταχυντή, στατική βαθμονόμηση μηδενικής μεροληψίας με γυροσκόπιο και βαθμονόμηση δυναμικής ταχύτητας με γυροσκόπιο.
(Ⅰ) Στατική βαθμονόμηση επιταχυνόμετρου
Ο σκοπός της στατικής βαθμονόμησης ενός επιταχυνόμετρου είναι η επίλυση της μηδενικής προκατάληψης και του συντελεστή κλίμακας.Χρησιμοποιεί την προβολή της βαρυτικής επιτάχυνσης υπό διαφορετικές στάσεις ως εισροή αναφοράς, και καθορίζει ένα μοντέλο σφάλματος και λύνει τις παραμέτρους μετρώντας το σήμα επιτάχυνσης που εκπέμπεται από τη ΜΜΕ.
1.Σχεδιασμός στάσης για βαθμονόμηση: Με βάση τις διμερείς κατευθύνσεις κλίσης και κυλίνδυνου, προγραμματίζονται έξι τυπικές στατικές στάσεις (συναφώς η βαρυτική επιτάχυνση μπορεί να καλύψει πλήρως τις διαστάσεις X, Y,και ευαίσθητους άξονες Z του επιταχυνόμετρου)Οι ειδικές στάσεις είναι οι ακόλουθες: 1 Κλίση 0°, Ρολ 0° (θετικός άξονας Z κατά μήκος της κατεύθυνσης της βαρύτητας), 2 Κλίση 0°, Ρολ 180° (αρνητικός άξονας Z κατά μήκος της κατεύθυνσης της βαρύτητας), 3 Κλίση 90°,Ρολ 0° (θετικός άξονας Χ κατά μήκος της κατεύθυνσης της βαρύτητας); 4 Κλίση 90°, ρολά 180° (άξονας Χ αρνητικός κατά μήκος της κατεύθυνσης της βαρύτητας) · 5 Κλίση 0°, ρολά 90° (άξονας Υ θετικός κατά μήκος της κατεύθυνσης της βαρύτητας) · 6 Κλίση 0°,Στρογγυλοποίηση 270° (άξονας Y αρνητικός κατά μήκος της κατεύθυνσης της βαρύτητας).
2.Προσαρμογή και Σταθεροποίηση της Συμπεριφοράς: Οι εντολές γωνιακής θέσης για κάθε στάση αποστέλλονται διαδοχικά μέσω του διπλού άξοναΠοσοστόΤο λογισμικό ελέγχου τραπεζιού.Ποσοστόο πίνακας οδηγεί τη μονάδα IMU να περιστρέφεται προς την στόχο στάση, παραμένει στατικά σταθερή. ο χρόνος σταθεροποίησης για κάθε στάση είναι ≥ 30 δευτερόλεπτα,διασφάλιση της σταθερότητας της έκδοσης σήματος επιτάχυνσης από τη ΜΜΕ (έκταση διακύμανσης σήματος ≤0Κατά τη διάρκεια της σταθεροποίησης, το σήμα ανατροφοδότησης γωνιακής θέσης τουΠοσοστόΕάν η απόκλιση στάσης υπερβαίνει το επιτρεπόμενο εύρος (≤ 5 ′′), οΠοσοστόΟ πίνακας πραγματοποιεί αυτόματα προσαρμογές αντιστάθμισης.
3.Αγορά και καταγραφή δεδομένωνΜετά από κάθε σταθεροποίηση της στάσης, το λογισμικό λήψης δεδομένων ενεργοποιείται για να αποκτήσει τα σήματα επιτάχυνσης των άξων X, Y και Z που εκπέμπονται από την IMU. Η διάρκεια δειγματοληψίας είναι ≥10 δευτερόλεπτα,και η συχνότητα δειγματοληψίας είναι ≥ 100 HzΤαυτόχρονα, η πραγματική γωνιακή θέση τουΠοσοστόκαταγράφεται πίνακας (ογκό τόνου θ, ογκό κυλίσματος φ) για τον υπολογισμό των τιμών προβολής της βαρυτικής επιτάχυνσης σε κάθε ευαίσθητο άξονα (εισαγωγή αναφοράς).Τα συλλεγόμενα δεδομένα αποθηκεύονται σύμφωνα με τη στάση, με σαφή ετικέτα με πληροφορίες στάσης και χρονικές σφραγίδες.
4.Καθορισμός μοντέλου σφάλματος και λύση παραμέτρων: Το μοντέλο σφάλματος του επιταχυνόμετρου καθορίζεται, αγνοώντας τα σφάλματα διασταυρώσεως (τα οποία μπορούν να απλουστευθούν με διμερή βαθμονόμηση).
a = K(a + b) (i=X,Y,Z)
όπου a είναι η επιτάχυνση του i-ου άξονα εξόδου από τη ΜΜΕ, K είναι ο συντελεστής κλίμακας του i-ου άξονα, a είναι η επιτάχυνση αναφοράς του i-ου άξονα (προβολή της βαρυτικής επιτάχυνσης),και b είναι η μηδενική προκατάληψη του i-ου άξοναΒάσει της επιτάχυνσης αναφοράς α (υπολογιζόμενη από θ και φ, όπως η επιτάχυνση αναφοράς άξονα Z = g·cosθ·cosφ, η επιτάχυνση αναφοράς άξονα X = g·sinθ,Επιτάχυνση αναφοράς στον άξονα Y a=g·sinφ·cosθ, όπου g είναι η βαρυτική επιτάχυνση, λαμβανόμενη ως 9,80665m/s2) και τα αντίστοιχα a, K και b λύνονται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των ελάχιστων τετραγώνων.
(ΙΙ)Στατική βαθμονόμηση μηδενικής κλίσης του γυροσκόπου
Η στατική μηδενική προκατάληψη ενός γυροσκόπου αναφέρεται στην απόκλιση εξόδου του γυροσκόπου όταν δεν υπάρχει είσοδος γωνιακής ταχύτητας.Πρέπει να επιλυθεί με μακροπρόθεσμη συλλογή δεδομένων ενώ η IMU είναι σταθερή..
(ΙΙΙ)Κλιμάκωση δυναμικής ταχύτητας του γυροσκόπου
Ο σκοπός της βαθμονόμησης του δυναμικού ρυθμού του γυροσκόπου είναι να λύσει τον συντελεστή κλιμάκωσης του.ΠοσοστόΗ μέτρηση του σήματος εξόδου του γυροσκόπου.
1.Επιλογή στάσης βαθμονόμησηςΣε αυτή τη στάση, η IMU δεν έχει είσοδο γωνιακής ταχύτητας και η έξοδος του γυροσκόπου περιέχει μόνο μηδενική παρακμή και θόρυβο.ΠοσοστόΤο τραπέζι δεν χρειάζεται να περιστρέφεται με αυτή τη στάση, απλά κρατήστε την σκηνή οριζόντια και σταθερή.
2.Μακροπρόθεσμη συλλογή δεδομένων: Ξεκινήστε το λογισμικό συλλογής δεδομένων και συλλέξτε τα σήματα εξόδου των άξων X, Y και Z του γυροσκόπου.Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας απόκτησης, συνεχώς την παρακολούθηση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος καιΠοσοστόστάση του τραπεζιού για να εξασφαλιστεί σταθερότητα της θερμοκρασίας (διακυμάνσεις ≤ 0,2°C) και μη μετατόπιση της στάσης (αποκλίση ≤ 5′′) για να αποφευχθεί η εισαγωγή πρόσθετων σφαλμάτων από εξωτερικούς παράγοντες.
3.Υπολογισμός μηδενικής προκατάληψης: Τα δεδομένα εξόδου από το γυροσκόπιο που λαμβάνονται προεπεξεργάζονται για την αφαίρεση των ανώτατων τιμών (χρησιμοποιώντας το κριτήριο 3σ) και στη συνέχεια υπολογίζεται η μέση τιμή του σήματος εξόδου για κάθε άξονα.Αυτή η μέση τιμή είναι η στατική μηδενική προκατάληψη b του γυροσκόπου (i=XΤαυτόχρονα, υπολογίζεται η τυπική απόκλιση των δεδομένων για την εκτίμηση του επιπέδου θορύβου του γυροσκόπου.Εάν η τυπική απόκλιση είναι υπερβολικά μεγάλη (υπερβαίνει τις τεχνικές προδιαγραφές IMU), η βλάβη του εξοπλισμού ή η παρέμβαση του περιβάλλοντος πρέπει να διερευνηθεί.
4.Σχεδιασμός των τιμολογιακών μονάδων: Βάσει της εμβέλειας του IMU και του πραγματικού σενάριου εφαρμογής, προγραμματίστε τα δυναμικά σημεία ταχύτητας τόσο στις διαστάσεις της γωνίας όσο και στις διαστάσεις του ρολ. Επιλέξτε 5-7 σημεία ταχύτητας για κάθε διάσταση,που καλύπτουν προθεσμιακά και αναδρομικά επιτόκια (e.g., -100°/s, -50°/s, 0°/s, 50°/s, 100°/s), όπου το σημείο ταχύτητας 0°/s χρησιμοποιείται για την επαλήθευση της συνέπειας της στατικής μηδενικής κλίσης.Η επιλογή των σημείων τιμολόγησης πρέπει να διασφαλίζει ότι δεν υπερβαίνουν το εύρος της ΜΜΕ και ότι ηΠοσοστόΤο πίνακα μπορεί να παράγει σταθερά την ταχύτητα (σταθερότητα ταχύτητας ≤ 0,1°/s).
5.Ποσοστό παραγωγής και σταθεροποίηση: Οι εντολές για κάθε σημείο ταχύτητας αποστέλλονται διαδοχικά στις διαστάσεις της γωνίας και του ρολ μέσω διπλού άξοναΠοσοστόΤο λογισμικό ελέγχου τραπεζιού.ΠοσοστόΚατά τη διάρκεια της σταθεροποίησης, το σήμα ανατροφοδότησης γωνιακής ταχύτητας της μονάδαςΠοσοστόΕάν η απόκλιση του ρυθμού υπερβαίνει το επιτρεπόμενο εύρος (≤ 0,5°/s), ηΠοσοστόΟ πίνακας εκτελεί αυτόματα την αντιστάθμιση του επιτοκίου.
6.Αγορά και καταγραφή δεδομένωνΜετά την σταθεροποίηση κάθε σημείου ταχύτητας, ξεκινά το λογισμικό λήψης δεδομένων για την απόκτηση του σήματος εξόδου του αντίστοιχου ευαίσθητου άξονα του γυροσκόπου (π.χ.αποκτούν την έξοδο του γυροσκόπου στον άξονα Χ όταν περιστρέφονται στην διάσταση του τερματισμούΟ χρόνος δειγματοληψίας είναι ≥10 δευτερόλεπτα και ο ρυθμός δειγματοληψίας είναι ≥100Hz.Ποσοστόπίνακα (εισαγωγή αναφοράς ω) και αποθηκεύουν τα δεδομένα σύμφωνα με το σημείο και τη διάσταση του ρυθμού.
7.Καθορισμός μοντέλου σφάλματος και επίλυση παραμέτρων: Εγκαθιδρύεται ένα μοντέλο σφάλματος ρυθμού για το γυροσκόπιο, που αγνοεί τα σφάλματα διασταύρωσης.
ω = K(ω + b) (i=X,Y)
Όπου ω είναι το γωνιακό ρυθμό εξόδου του i-ου άξονα του γυροσκόπου, K είναι ο συντελεστής κλίμακας του i-ου άξονα, ω είναι το γωνιακό ρυθμό αναφοράς του i-ου άξονα (το πραγματικό ρυθμό εξόδου του γυροσκόπουΠοσοστόΒ) είναι η στατική μηδενική κλίση του i-ου άξονα (που έχει ήδη λυθεί στη στατική βαθμονόμηση).και να λύσουμε για το K χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των ελάχιστων τετραγώνων.
Ⅲ.Επεξεργασία και επικύρωση δεδομένων
Η επεξεργασία και η επαλήθευση των δεδομένων αποτελούν βασικά βήματα για τη διασφάλιση της αξιοπιστίας των αποτελεσμάτων βαθμονόμησης.,Πρέπει να διενεργείται επαλήθευση της επαναληψιμότητας και επαλήθευση της ακρίβειας.
1.Απομάκρυνση των αποκλειστικών: Το κριτήριο 3σ ή το κριτήριο Grubbs χρησιμοποιείται για την ανίχνευση και την αφαίρεση των αποκλειστικών τιμών από τα αρχικά δεδομένα (σημεία επιτάχυνσης, γωνιακής ταχύτητας).υπολογίζονται η μέση μ και η τυπική απόκλιση σ των δεδομένωνΤα δεδομένα που υπερβαίνουν το εύρος [μ-3σ, μ+3σ] προσδιορίζονται ως ανώτατα και αντικαθίστανται με παρεμβολή γειτονικών δεδομένων ή αφαιρούνται άμεσα.
2.Φιλτράρισμα: Τα προεπεξεργασμένα ακατέργαστα δεδομένα φιλτράρονται με χαμηλή διέλευση για την απομάκρυνση θορύβου υψηλής συχνότητας.και η συχνότητα διακοπής καθορίζεται με βάση το εύρος ζώνης της ΜΜΕ (συνήθως 1/5 έως 1/3 του εύρους ζώνης της ΜΜΕ) για την αποφυγή υπερ-φιλτράρισμα και στρέβλωση του σήματοςΤα διαλεγμένα δεδομένα χρησιμοποιούνται για τον επακόλουθο υπολογισμό των παραμέτρων σφάλματος.
3.Προσαρμογή συγχρονισμού δεδομένων: Για την αντιμετώπιση της διαφοράς χρονογραφίας μεταξύ του σήματος εξόδου IMU και του σήματοςΠοσοστόΑυτό διασφαλίζει ότι κάθε σύνολο δεδομένων εξόδου IMU αντιστοιχεί σε μια ακριβήΠοσοστόκατάσταση στάσης ή ρυθμού πίνακα, με σφάλμα συγχρονισμού ≤1 ms.
4.ΠαράμετροςσΟυσιασμόςoβελτιστοποίηση:Αντικαταστήστε τα προεπεξεργασμένα δεδομένα στα μοντέλα σφάλματος του επιταχυντηρίου και του γυροσκόπου και χρησιμοποιήστε τη μέθοδο των ελάχιστων τετραγώνων για την επίλυση παραμέτρων σφάλματος όπως η μηδενική προκατάληψη και ο συντελεστής κλίμακας.Για περίπλοκα σενάρια, η μέθοδος φίλτρου Kalman μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτιστοποίηση των αποτελεσμάτων της λύσης παραμέτρων, βελτιώνοντας την ακρίβεια και τη σταθερότητα της εκτίμησης των παραμέτρων.
5.Ανάλυση υπολειμμάτων: Υπολογίζεται το υπόλοιπο μεταξύ των παρατηρούμενων τιμών (η έξοδος IMU) και των προβλέψεων του μοντέλου σε κάθε βαθμολογημένο σημείο στάσης/τομής.Εάν ο μέσος όρος των υπολειμμάτων είναι κοντά στο 0 και η τυπική απόκλιση είναι μικρή (απομείουσα τυπική απόκλιση επιτάχυνσης ≤ 0Αν τα υπολείμματα είναι πολύ μεγάλα ή παρουσιάζουν σαφή τάση, το μοντέλο σφάλματος (π.χ.λαμβάνοντας υπόψη το σφάλμα διασταυρούμενης ζεύξης) ή η εγκυρότητα των δεδομένων βαθμονόμησης πρέπει να επανεξεταστεί.
6.Έλεγχος της επαναληψιμότητας: Υπό τις ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες και με τις ίδιες διαδικασίες βαθμονόμησης, πραγματοποιούνται τρία πλήρη πειράματα βαθμονόμησης και προσδιορίζονται οι παράμετροι σφάλματος για κάθε βαθμονόμηση.Υπολογίζεται ο συντελεστής διακύμανσης (η αναλογία της τυπικής απόκλισης προς τον μέσο όρο) των τριών παραμέτρωνΕάν ο συντελεστής διακύμανσης είναι ≤ 1%, τα αποτελέσματα της βαθμονόμησης έχουν καλή επαναληψιμότητα.πρέπει να διερευνηθούν ζητήματα όπως η σταθερότητα του εξοπλισμού και οι περιβαλλοντικές παρεμβολές, και πρέπει να γίνει επανακαθορισμός.
7.Έλεγχος ακρίβειας: Επιλέγονται ως σημεία επαλήθευσης σημεία στάσης/ταχύτητας που δεν εμπλέκονται στην βαθμονόμηση.και υπολογίζεται το σφάλμα μεταξύ της αντισταθμισμένης ισχύος της IMU και της εισόδου αναφοράςΕάν το αντισταθμισμένο σφάλμα πληροί τις τεχνικές προδιαγραφές του IMU (π.χ. σφάλμα μέτρησης επιτάχυνσης ≤ 0,01g, σφάλμα μέτρησης γωνιακής ταχύτητας ≤ 0,5°/s), η ακρίβεια βαθμονόμησης είναι ικανοποιητική.Εάν το σφάλμα δεν πληροί τις απαιτήσεις, η διαδικασία βαθμονόμησης πρέπει να βελτιστοποιηθεί εκ νέου (π.χ. να προστεθούν περισσότερα σημεία στάσης/ταχύτητας για βαθμονόμηση, να προσαρμοστεί το μοντέλο σφάλματος) και η βαθμονόμηση πρέπει να εκτελεστεί εκ νέου.
8.Πιστοποίηση σταθερότητας θερμοκρασίας (προαιρετική): Εάν η μονάδα IMU πρέπει να λειτουργεί σε ευρύ εύρος θερμοκρασιών, τα πειράματα βαθμονόμησης μπορούν να επαναληφθούν σε διαφορετικά σημεία θερμοκρασίας (π.χ. -10°C, 0°C, 20°C, 40°C,60°C) για την επαλήθευση της διακύμανσης των παραμέτρων σφάλματος με τη θερμοκρασίαΈνα μοντέλο αντιστάθμισης θερμοκρασίας για τις παραμέτρους σφάλματος μπορεί να καθοριστεί για τη βελτίωση της ακρίβειας της μέτρησης της ΜΜΕ υπό διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας.
9.Αποθήκευση δεδομένων ταξινόμησης: Προεπεξεργασμένα ακατέργαστα δεδομένα, αποτελέσματα λύσεων παραμέτρων σφάλματος, εκθέσεις ανάλυσης υπολειμμάτων, αποτελέσματα επαλήθευσης κλπ., κατηγοριοποιούνται και αποθηκεύονται σύμφωνα με την ημερομηνία βαθμονόμησης, τον αριθμό IMU,και συνθήκες περιβάλλοντος βαθμονόμησηςΟι μορφές αποθήκευσης δεδομένων υιοθετούν κοινές μορφές (όπως CSV, MAT, PDF) για να εξασφαλιστεί η αναγνώσιμη και ανιχνεύσιμη πρόσβαση στα δεδομένα.
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!