一种用于mems-mimu的标定系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微惯性测量元件的标定领域，尤其涉及一种用于MEMS-MIMU的标定系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，MEMS微陀螺及微加速度计等微惯性测量元件得到了巨大的发展。由MEMS微加速度计和微陀螺仪构成的MEMS微惯性测量组合MEMS-MMU(Micro InertialMeasurement Unit)因其具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、成本低和适应环境能力强等优点，可以提供运动载体的位置、速度和姿态信息，在姿态测控技术领域具有广阔的应用前景。开展基于MEMS的MIMU的研究工作具有十分重要的意义。由于MEMS微惯性导航系统的精度主要取决于MEMS微惯性测量元件一微加速度计和微陀螺仪的精度，因此作为一个整体，基于MEMS的MMU在使用前必须对其进行标定，以确定其中各个惯性传感器的初始零位、安装误差、标度系数、交叉耦合系数等参数。
[0003]一般的微惯性测量单元的标定系统(如说明书附图中的图1所示):硬件上由两台计算机、一个三轴精密转台、待标定的微惯性测量单元、数据采集系统等组成。运用上述硬件进行微惯性测量单元的标定方法是:首先将待检测的微惯性测量单元夹载到三轴精密转台，三轴精密转台通过驱动与图1中左侧(I)号计算机相连，用户利用计算机操作，使得三轴精密转台按照用户要求进行转动；在转动的过程中，微惯性测量单元可敏感出三轴转动，微陀螺仪与微加速度计实时采集运动参数，通过数据采集系统驱动与图1中右侧(II)号计算机相连，然后将采集到的数据实时保存下来；最后，通过与三轴精密转台设定的真实值进行比较，即可以标定出待测的微惯性测量单元中微陀螺仪与微加速度计的误差参数。
[0004]但是，上述微惯性测量单元的标定方法存在着以下几个缺陷:
[0005](I)两台计算机需要分别进行人为操作，费时费力，且当操作三轴精密转台的计算机进行仿真运动时，只能够人为地通知数据采集端的操作人员进行数据采集，人为操作误差大，工作效率低。
[0006](2)只有在实验结束之后，才可以将数据采集系统实际采集得到的数据与三轴精密转台的真实输入值进行比较，计算得到对应的误差参数，整个过程操作繁琐，工作效率低。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，为解决现有技术中微惯性测量元件的标定系统及方法存在着上述技术问题，本发明提供一种用于MEMS-MMU的标定系统及方法，利用该标定系统及方法，实现仅由一台计算机即可完成对三轴精密转台及数据采集系统的控制，避免了人为操作带来的误差，实验与误差参数的计算过程能够同时进行，提高了工作效率。
[0008]为实现上述目的，本发明提供一种用于MEMS-MMU的标定系统，该标定系统包括:计算机和三轴精密转台，该三轴精密转台与计算机连接；其特征在于，所述的标定系统还包括数据采集系统，该数据采集系统内置的惯性单元数据采集板的数据输入端与MEMS-MIMU通过RS485接口连接，并采用CAN总线作为总线传输标准与计算机实现数据传输。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述的标定系统还包括CAN分析仪，所述惯性单元数据采集板的数据输出端与CAN分析仪中的主板通过80PIN接插件连接；所述CAN分析仪通过USB接口与计算机连接。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，CAN分析仪采用CANalyst II分析仪。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述的MEMS-MMU被设置在惯性单元数据采集板的板卡质心位置。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述的惯性单元数据采集板采用LPC1768微控制器及MEMS型芯片。
[0013]基于上述的用于MEMS-MMU的标定系统，本发明还提供一种用于MEMS-MMU的标定方法，该标定方法包括:
[0014]步骤I)检查计算机、三轴精密转台、数据采集系统和CAN分析仪是否正常，确认无误后将其连接；
[0015]步骤2)将所述的MEMS-MIMU设置在惯性单元数据采集板的板卡质心位置，该数据采集系统内置的惯性单元数据采集板的数据输入端与MEMS-MMU通过RS485接口连接，并采用CAN总线作为总线传输标准，所述惯性单元数据采集板的数据输出端与CAN分析仪中的主板通过80PIN接插件连接；
[0016]步骤3)将计算机、三轴精密转台、数据采集系统依次通电，打开计算机的操作界面软件，并通过操作界面软件设有的驱动将计算机分别与三轴精密转台和CAN分析仪进行通讯；
[0017]步骤4)通过计算机设定三轴精密转台的转动参数，待三轴精密转台转动I秒钟后，通过计算机控制数据采集系统进行数据采集，并将采集的数据传输给计算机；
[0018]步骤5)计算机将从步骤4)中得到的采集数据进行计算，生成惯性测量单元的误差标定参数矩阵。
[0019]本发明的一种用于MEMS-MIMU的标定系统及方法的优点在于:利用该标定系统及方法，实现仅由一台计算机即可完成对三轴精密转台及数据采集系统的控制，避免了人为操作带来的误差，实验与误差参数的计算过程能够同时进行，标定过程自动化程度高，提高了工作效率；CAN分析仪通过USB接口与计算机连接，实现了以CAN总线方式的数据传输，且该接口具有体积小、即插即用的特点，便于现场采集数据及检测网络状态；采用CAN总线作为总线传输标准，使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性；MEMS-MIMU被设置在惯性单元数据采集板的板卡质心位置，提高了 MEMS-MMU的测量精度。
【附图说明】
[0020]图1是现有的一种微惯性测量单元的标定系统的系统架构图。
[0021]图2是本发明实施例中的一种用于MEMS-MMU的标定系统的系统架构图。
[0022]图3是本发明实施例中的一种用于MEMS-MMU的标定方法的流程图。
[0023]图4是本发明的计算机中操作界面软件的工作流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】，