Вступление
Инерциальный измерительный блок (IMU) - это сенсорный компонент, который объединяет акселерометр и гироскоп и используется для измерения линейного ускорения и угловой скорости объекта. Однако из-за влияния температуры IMU будет вызывать явление температурного дрейфа, то есть его выходное значение будет смещаться при изменении температуры. Для точного измерения положения объекта и состояния движения необходимо обработать алгоритм устранения температурного дрейфа IMU.
В этой статье мы подробно рассмотрим принцип, распространенные методы и практическое применение алгоритма устранения температурного дрейфа IMU.
принцип
Температурный дрейф IMU в основном обусловлен влиянием его внутренних компонентов на изменения температуры окружающей среды. Акселерометры и гироскопы при различных температурах будут выдавать различные погрешности смещения и усиления, что приведет к смещению выходных значений.
Таким образом, принцип алгоритма устранения температурного дрейфа IMU заключается в поиске и устранении ошибок, вызванных изменениями температуры, путем сравнения выходных значений IMU при различных температурах.
Распространенные методы
способ получения массива данных о температурном дрейфе
Метод расчета температурного дрейфа - это простой и эффективный метод для устранения температурного дрейфа в IMU. Он создает массив данных о температурном дрейфе путем предварительного сбора серии выходных данных IMU при различных температурах. Затем, в реальных условиях применения, путем сравнения выходного значения IMU при текущей температуре со значением в ближайшей матрице температурного дрейфа вычисляется и компенсируется ошибка, вызванная температурой.
Конкретные шаги заключаются в следующем: 1. Соберите выходные данные IMU при различных температурах, включая выходные значения акселерометра и гироскопа. 2. Классифицируйте собранные данные в соответствии с температурой и рассчитайте среднее значение для каждой температуры. 3. Создайте массив значений температурного дрейфа и сохраните среднее значение, соответствующее каждой температуре. 4. В практических приложениях найдите наиболее близкие значения в двух массивах значений температурного дрейфа на основе текущей температуры и выполните линейную интерполяцию для расчета коэффициента компенсации. 5. Используйте коэффициент компенсации для коррекции текущего выходного значения IMU.
способ подгонки модели
Метод подбора модели является более точным, но и более сложным методом устранения температурного дрейфа IMU. Он описывает выходные характеристики IMU при различных температурах путем создания физической модели и подбора параметров модели на основе измеренных данных. Затем, в практических приложениях, параметры модели используются для прогнозирования и компенсации ошибок, связанных с изменениями температуры.
Конкретные шаги заключаются в следующем: 1. Соберите серию выходных данных IMU при различных температурах, включая выходные значения акселерометра и гироскопа. 2. Создайте физическую модель, например, полиномиальную или экспоненциальную, для описания зависимости между выходным значением IMU и температурой. 3. Используйте собранные данные для определения параметров модели с помощью алгоритма подгонки кривой. 4. В практических приложениях параметры модели используются для прогнозирования и компенсации ошибок в выходном значении IMU в зависимости от текущей температуры.
Практическое применение
Алгоритм устранения температурного дрейфа IMU широко используется в аэрокосмической промышленности, беспилотном вождении, отслеживании движения и других областях. Он может повысить точность и стабильность IMU в сложных условиях.
Например, при автономном вождении автономные транспортные средства должны точно определять свое положение и состояние движения, чтобы принимать правильные решения. Однако при различных климатических условиях внутренняя температура транспортного средства будет меняться, что приведет к смещению выходного значения IMU. Если не устранить температурный перепад, это окажет серьезное влияние на навигацию и управление транспортным средством.
Поэтому в системах беспилотного вождения необходимо использовать алгоритм температурного дрейфа IMU. Собирая данные IMU в режиме реального времени и выполняя обработку температурного дрейфа на основе текущей температуры, можно повысить точность позиционирования автомобиля и навигации, тем самым обеспечивая более безопасную и надежную работу в беспилотном режиме.
Вывод
Алгоритм устранения температурного дрейфа IMU является важной технологией обработки сигналов, используемой для устранения ошибок, вызванных изменениями температуры в IMU. Обычно используемые методы устранения температурного дрейфа включают метод массива температурных дрейфов и метод подбора модели. Эти методы широко используются в аэрокосмической промышленности, автономном вождении и других областях.
Благодаря обработке алгоритма устранения температурного дрейфа IMU можно повысить точность измерений и стабильность работы IMU в сложных условиях, а также обеспечить более точную и надежную поддержку данных для различных сценариев применения. IMU разработан компанией ERICCO независимо друг от друга. Например, ER-MIMU-01 с навигационным уровнем и функцией определения направления на север имеет стабильность смещения <0,1°/ч и случайное отклонение угловой скорости <0,005°/ч. Точность относительно высока, а стабильность относительно хорошая.
Если вы хотите приобрести IMU, пожалуйста, свяжитесь с нашим соответствующим техническим персоналом.