标定陀螺仪的方法、装置及系统的制作方法_3

文档序号:9215232阅读:来源:国知局
为目标正向实际转速,以及参见图2-3,获 取待标定陀螺仪在反向目标时刻tx_对应的在x轴上的反向转速分量w xx_作为目标反向实 际转速,在y轴上的反向转速分量wxy_作为目标反向实际转速和在z轴上的反向转速分量 w xz_作为目标反向实际转速。
[0083] 参见图2-4,对于第二敏感轴,获取待标定陀螺仪在正向目标时刻ty+对应的在x上 的正向转速分量w yx+作为目标正向实际转速,在y轴上的正向转速分量wyy+作为目标正向实 际转速和在z轴上的正向转速分量w yz+作为目标正向实际转速,以及参见图2-5,获取待标 定陀螺仪在反向目标时刻ty+对应的在X轴上的反向转速分量¥ 7!£_作为目标反向实际转速, 在y轴上的反向转速分量Wyy_作为目标反向实际转速和在z轴上的反向转速分量w yz_作为 目标反向实际转速。
[0084] 参见图2-6,对于第三敏感轴,获取待标定陀螺仪在正向目标时刻tz+对应的在x上 的正向转速分量w zx+作为目标正向实际转速,在y轴上的正向转速分量wzy+作为目标正向实 际转速和在z轴上的正向转速分量w zz+作为目标正向实际转速,以及参见图2-7,获取待标 定陀螺仪在反向目标时刻tz_对应的在x轴上的反向转速分量w zx_作为目标反向实际转速, 在y轴上的反向转速分量wzy_作为目标反向实际转速和在z轴上的反向转速分量w zz_作为 目标反向实际转速。
[0085] 步骤206 :根据待标定陀螺仪的目标正向转速分量和目标反向转速分量对待标定 陀螺仪进行标定。
[0086] 具体地,根据待标定陀螺仪的目标正向转速分量和目标反向转速分量,获取待标 定陀螺仪的每个坐标轴的零偏,将每个坐标轴的零偏组成待标定陀螺仪的零偏信息;根据 目标速度、待标定陀螺仪的目标正向转速分量和目标反向转速分量,获取待标定陀螺仪的 每个坐标轴的标度因子和安装误差系数,将每个坐标轴的标度因子和安装误差系数组成待 标定陀螺仪的姿态信息,以实现对待标定陀螺仪进行标定。
[0087] 其中,对待标定陀螺仪标定后,当使用待标定陀螺仪测量物体的转速时,待标定陀 螺仪先测量物体的转速,然后再根据自身的零偏信息和姿态信息对测量的转速进行校正, 以得到物体的实际转速。
[0088] 对于待标定陀螺仪的x轴的零偏、y轴的零偏和z轴的零偏,可以通过如下公式来 获取;
[0090] 在上述公式中,wx(l为X轴的零偏,wy(l为y轴的零偏,w z(l为z轴的零偏,wxx+为待标 定陀螺仪沿第一敏感轴正向转动时在x轴上的目标正向转速分量,wyy+为待标定陀螺仪沿 第二敏感轴正向转动时在y轴上的目标正向转速分量,wzz+为待标定陀螺仪沿第三敏感轴 正向转动时在Z轴上的目标正向转速分量;w xx_为待标定陀螺仪沿第一敏感轴反向转动时 在X轴上的目标反向转速分量,wyy_为待标定陀螺仪沿第二敏感轴反向转动时在y轴上的目 标反向转速分量,wzz_为待标定陀螺仪沿第三敏感轴反向转动时在z轴上的目标反向转速 分量。
[0091] 然后,将x轴的零偏wx(l、y轴的零偏wy(l和为z轴的零偏wz(l组成如矩阵(1)所示的 待标定陀螺仪的零偏信息;
[0093] 对于待标定陀螺仪的x轴的标度因子、y轴的标度因子和z轴的标度因子,可以通 过如下公式来获取;
[0095] 在上述公式中,Skx为x轴的标度因子,Sky为y轴的标度因子,S kz为z轴的标度因 子,w为目标速度。
[0096] 对于待标定陀螺仪的x轴的安装误差系数、y轴的安装误差系数和z轴的安装误 差系数,可以通过如下公式来获取;
[0098] 在上述公式中,x轴的安装误差系数包括Kxy和Kxz,K yx为y轴相对x轴的安装误差 系数,Kzx为z轴相对x轴的安装误差系数,wxy+为待标定陀螺仪沿第一敏感轴正向转动时在 y轴上的目标正向转速分量,w xy_为待标定陀螺仪沿第一敏感轴反向转动时在y轴上的目标 反向转速分量,wxz+为待标定陀螺仪沿第一敏感轴正向转动时在z轴上的目标正向转速分 量,w xz_为待标定陀螺仪沿第一敏感轴反向转动时在z轴上的目标反向转速分量;
[0099] y轴的安装误差系数包括Kxy和Kzy,Kxy为x轴相对y轴的安装误差系数,K zy为z 轴相对y轴的安装误差系数,wyx+S待标定陀螺仪沿第二敏感轴正向转动时在x轴上的目标 正向转速分量,w yx_为待标定陀螺仪沿第二敏感轴反向转动时在X轴上的目标反向转速分 量,Wyz+为待标定陀螺仪沿第二敏感轴正向转动时在Z轴上的目标正向转速分量,w yz_为待 标定陀螺仪沿第二敏感轴反向转动时在Z轴上的目标反向转速分量;
[0100] z轴的安装误差系数包括Kxz和Kyz,Kxz为x轴相对z轴的安装误差系数和K yz为y 轴相对z轴的安装误差系数,wzx+为待标定陀螺仪沿第三敏感轴正向转动时在x轴上的目标 正向转速分量,w zx_为待标定陀螺仪沿第三敏感轴反向转动时在X轴上的目标反向转速分 量,Wzy+为待标定陀螺仪沿第三敏感轴正向转动时在y轴上的目标正向转速分量,w zy_为待 标定陀螺仪沿第三敏感轴反向转动时在y轴上的目标反向转速分量。
[0101] 然后,将每个坐标轴的标度因子和安装误差系数组成如矩阵(2)所示的待标定陀 螺仪的姿态信息;
[0103] 其中,本实施例的执行主体可以为与待标定陀螺仪和高精度陀螺仪电性相连且具 有计算能力的终端。
[0104] 在本发明实施例中,获取待标定陀螺仪分别沿三个敏感轴正向转动和反向转动时 待标定陀螺仪的每个坐标轴上的正向转速分量和反向转速分量,获取随待标定陀螺仪一起 正向转动和反向转动的高精度陀螺仪的每个坐标轴上的正向转速分量和反向转速分量;其 中高精度陀螺仪的精度大于待标定陀螺仪的精度,从而可以根据高精度陀螺仪的每个坐标 轴上的正向转速分量和反向转速分量,对待标定陀螺仪进行标定,且在标定的过程中可以 普通转台代替高精度转台,又因为普通转台的价格低、安装简单且对场地要求不高,所以一 般实验室也可以实现对陀螺仪标定。
[0105] 实施例3
[0106] 参见图3-1,本发明实施例提供了一种用于实施例1或2所述的方法对待标定陀螺 仪进行标定的系统,该系统包括:
[0107] 转台2和高精度陀螺仪3,待标定陀螺仪1和高精度陀螺仪3均位于转台2上且转 台2的转轴与待标定陀螺仪1的坐标轴之间的夹角不大于预设阈值。
[0108] 转台2为普通转台,其精度较低,如果向转台2输入一转速,转台2无法始终保持 以该转速转动,转台2在各时刻转动的实际转速会在该转速上下波动。例如,如果向转台 2输入转速为100度/秒,转台2在任一时刻转动的实际转速可能大于100度/秒,可能等 于100度/秒,也可能小于100度/秒。另外,转台2的台面是标准平面,台面的刚性较高, 转台2在转动时其台面不会发生形变。
[0109] 高精度陀螺仪的精度3大于待标定陀螺仪1的精度。优选的,高精度度陀螺仪3 的精度可以大于或等于10倍待标定陀螺仪1的精度,例如,高精度陀螺仪的精度3等于50 倍、100倍或150倍待标定陀螺仪1的精度等。
[0110] 高精度陀螺仪3和待标定陀螺仪1具有三个敏感轴,该三个敏感轴中的每一敏感 轴分别对应待标定陀螺仪1和高精度陀螺仪3的一个坐标轴,且每一敏感轴与其所对应的 坐标轴之间的夹角不大于预设阈值。该三个敏感轴包括第一敏感轴、第二敏感轴和第三敏 感轴。第一敏感轴、第二敏感轴和第三敏感轴分别对应高精度陀螺仪3和待标定陀螺仪1 的x轴、y轴和z轴。第一敏感轴与x轴之间的夹角,第二敏感轴与y轴之间的夹角以及第 三敏感轴与z轴之间的夹角都不大于预设阈值。
[0111] 其中,在本实施例中,需要控制待标定陀螺仪1和高精度陀螺仪3 -起转动,具体 实现如下:
[0112] 待标定陀螺仪1和高精度陀螺仪3位于转台2上,且待标定陀螺仪1的第一敏感 轴与x轴之间的夹角都不大于预设阈值,控制转动2根据预设转速进行正向转动,使待标定 陀螺仪1沿第一敏感轴进行正向转动,同时使高精度陀螺仪3随待标定陀螺仪1 一起正向 转动;再控制转动2根据预设转速进行反向转动,使待标定陀螺仪1沿第一敏感轴进行反向 转动,同时使高精度陀螺仪随待标定陀螺仪一起反向转动。翻转待标定陀螺仪1和高精度 陀螺仪3,使待标定陀螺仪1的第二敏感轴与y轴之间的夹角不大于预设阈值,并按上述方 式使待标定陀螺仪1沿第二敏感轴分别进行正向转动和反向转动,同时使高精度陀螺仪随 待标定陀螺仪一起正向转动和反向转动。再翻转待标定陀螺仪1和高精度陀螺仪3,使待标 定陀螺仪1的第三敏感轴与z轴之间的夹角不大于预设阈值,并按上述方式使待标定陀螺 仪1沿第三敏感轴分别进行正向转动和反向转动,同时使高精度陀螺仪随待标定陀螺仪一 起正向转动和反向转动。
[0113] 其中,正向转动可以为顺时针转动,反向转动可以为逆时针转动;或正向转动可以 为逆时针转动,反向转动可以为顺时针转动。
[0114] 其中,还可以将高精度陀螺仪3放置在转动2,在每次翻转待标定陀螺仪1时,仅 翻转待标定陀螺仪1并保持高精度陀螺仪3不动,在待标定陀螺仪1沿每个敏感轴正向转 动和反向转动时,使高精度陀螺仪3随待标定陀螺仪1 一起正向转动和反向转动。
[0115] 参见图3-2,该系统还包括:
[0116] 用于固定待标定陀螺仪1的正六面体4,且正六面体4的六个面分别放置在转台2 上进行转动以根据高精度陀螺仪3的转速确定转台2在转动过程中的实际转速,并根据转 台2在转动过程中的实际转速和待标定陀螺仪1的转速,对待标定陀螺仪1进行标定。
[0117] 正六面体4包括的六个平面都为标准平面。可以通过翻转正六面体4来实现翻转 待标定陀螺仪1和高精度陀螺仪3。
[0118] 其中,正六面体4可以同时固定待标定陀螺仪1和高精度陀螺仪3。在本实施例 中,还可以通过如下方式控制待标定陀螺仪1和高精度陀螺仪3 -起转动,具体实现如下:
[0119] 将正六面体4的第一平面与转台2的台面贴合,使待标定陀螺仪1的第一敏感轴 与x轴之间的夹角都不大于预设阈值,控制转动2根据预设转速进行正向转动,使待标定陀 螺仪1沿第一敏感轴分别进行正向转动,同时使高精陀螺仪3随待标定陀螺仪1 一起进行 正向转动;翻转正六面体4,使正六面体4的与第一平面相平行的第二平面与转台2的台面 贴合,再控制转动2根据预设转速进行正向转动,使待标定陀螺仪1沿第一敏感轴分别进行 反向转动,同时使高精陀螺仪3随待标定陀螺仪1一起进行反向转动。
[0120] 翻转正六面体4使正六体4的第三平面与转台2的台面贴合,第三平面分别与第 一平面和第二平面都存在一条共同边,使待标定陀螺仪1的第二敏感轴与y轴之间的夹角 不大于预设阈值,控制转动2根据预设转速进行正向转动,使待标定陀螺仪1沿第二敏感轴 分别进行正向转动,同时使高精陀螺仪3随待标定陀螺仪1 一起进行正向转动;翻转正六面 体4,使正六面体4的与第三平面相平行的第四平面与转台2的台面贴合,再控制转动2根 据预设转速进行正向转动,使待标定陀螺仪1
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