基于牛顿迭代和椭球拟合的磁力和惯性传感器校准方法

摘要：

传统的磁力和惯性传感器校准方法主要面向惯性导航系统,通常都需要借助高精度转台或更高精度的传感器以获取参考输出,校准设备昂贵,过程复杂耗时,不适用于运动捕获系统中的消费级传感器.提出一种基于牛顿迭代和椭球拟合的低成本、方便、快速的磁力和惯性传感器校准方法.首先分析了传感器的误差模型,然后提出牛顿迭代法校准加速度计和陀螺仪、椭球拟合法校准磁力计的方法,使用自主设计和制作的校准设备,经过两步实验同时校准3种传感器.实验表明,校准后的加速度计输出均方根误差由2.536 m/s2降至0.096 m/s2,陀螺仪旋转10 min角度积分误差由1 318°降至25°,磁力计输出均方根误差由46.16 nT/m降至2.13 nT/m.此方法不仅降低了传感器的校准成本,而且简化了校准流程,为磁力和惯性传感器的校准提供了一种可靠解决方案.

关键词：磁力计、惯性传感器、牛顿迭代、椭球拟合

所属期刊栏目：41

分类号：TH89

资助基金：北京科技大学中央高校基本科研业务费FRF-BD-19-002A

在线出版日期：2020-12-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：142-149