一种实时移除MEMS陀螺仪噪声的精准航姿技术

摘要：

MEMS-IMU包括三轴陀螺仪和三轴加速度计,陀螺仪的噪声导致MEMS-IMU的航姿不精确,并由此导致外部加速度呈现较大的误差.针对该问题,提出一种实时移除陀螺仪噪声的技术:方向余弦矩阵的第3列和陀螺仪的偏置同时设为状态向量,用于在线获取陀螺仪的噪声;加速度计的外部加速度和测量噪声均被设为测量余量,以便于在任意运动轨迹时能测量重力向量.陀螺仪和加速度计的测量结果通过卡尔曼滤波器融合,前者估算状态向量,后者校准状态向量的误差.通过比较MEMS-IMU在任意伪静态时的航姿和外部加速度验证本技术的可行性,实验结果表明俯仰角、横滚角、航向角和外部加速度的最大误差分别为0.5°、0.2°、2°和0.2 m/s2,该结果远好于仅用陀螺仪的航姿误差和外部加速度误差.

关键词：MEMS-IMU、陀螺仪噪声、测量余量、校准、卡尔曼滤波器

所属期刊栏目：43

分类号：TP212(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61876219

在线出版日期：2020-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：64-72