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【发明公布】双面MEMS IMUs单轴旋转调制方法_华北理工大学_202310415004.5 

申请/专利权人:华北理工大学

申请日:2023-04-18

公开(公告)日:2023-05-23

公开(公告)号:CN116147667A

主分类号:G01C25/00

分类号:G01C25/00;G01C21/16

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.07.04#授权;2023.06.09#实质审查的生效;2023.05.23#公开

摘要:本发明涉及智能系统导航及测量领域,尤其涉及双面MEMSIMUs单轴旋转调制方法。使用两个精度相同的IMU构建1个IMU阵列,正面X轴朝右,Y轴向上;反面Y轴朝左,X轴向上;采取绕平台坐标系Y轴正反180°的旋转方案;构建双面MEMSIMU误差模型,正面MEMSIMU测量模型与反面MEMSIMU测量模型相减,得到误差模型,正面与反面分别用数字1和2表示;采用双面MEMSIMU的硬件设计方法,正面IMU的X轴与反面IMU的Y轴重合,旋转调制时互相调制旋转轴方向误差。缩减MEMSIMUs占用空间,避免了单轴旋转调制技术在旋转轴方向上误差无法被调制的弊端,提高了MEMSIMU测量精度。

主权项:1.一种双面MEMSIMUs单轴旋转调制方法,包括以下步骤:1)使用两个精度相同的IMU构建1个IMU阵列,两个IMU分别贴置于板卡的正面与反面;MEMSIMUs坐标系定义如下:为右手坐标系,正面X轴朝右,Y轴向上,Z轴指向板卡外部;反面Y轴朝左,X轴向上,Z轴指向板卡外部;正面X轴与反面IMUY轴重合;2)载体坐标系和平台坐标系的定义如下:定义系与MEMSIMUs固连,三个轴的方向与双面MEMSIMUs的正面IMU的三轴敏感轴重合;定义系与电机固连,旋转时与载体系在平面上的夹角定义为旋转机构的旋转角度;3)单轴旋转调制系统中,双面MEMSIMUs与转台固连,转台与下方的电机连接,并采取绕平台坐标系Y轴正反180°的旋转方案:即正面MEMSIMU绕自身Y轴旋转,反面MEMSIMU绕自身X轴旋转,旋转角度为;4)旋转方案如下:①IMUs以位置A为起点,逆时针旋转180°至位置B,并停止t秒;②IMUs从位置B出发顺时针旋转180°至位置A,并停止t秒;③IMUs从位置A出发顺时针旋转180°至位置B,停止t秒;④IMUs从位置B出发逆时针旋转180°至位置A,停止t秒;5)平台坐标系下的陀螺和加速度计量测模型如下: , 和分别为系下陀螺仪和加速度计的测量值,和分别为陀螺仪和加速度计的比例因子误差矩阵,和分别为陀螺仪和加速度计的理想输出值,和分别为陀螺和加速度计的零偏,和分别为陀螺和加速度计的测量噪声,为单位矩阵; 表示系到系下的转换矩阵,表示如下:式中,为MEMSIMUs的旋转角; 6)为构建双面MEMSIMUs误差模型,将正面MEMSIMU测量模型与反面MEMSIMU测量模型相减,得到双面MEMSIMUs误差模型,正面与反面分别用数字1和2表示; 式中,和分别表示陀螺仪误差和加速度计误差。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 华北理工大学 双面MEMS IMUs单轴旋转调制方法

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