申请/专利权人：陕西太合智能钻探有限公司

申请日：2024-01-17

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN117589202B

主分类号：G01C25/00

分类号：G01C25/00;G01R33/00;E21B47/022

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2024.03.12#实质审查的生效;2024.02.23#公开

摘要：本发明提供了一种三轴无磁转台的定向探管的标定系统及方法，属于标定技术领域，其系统的电子数显屏幕用于显示三轴无磁转台的参考姿态角；摄像头，用于拍摄电子数显屏幕上的参考姿态角的数值图像，并对数值图像进行传输；数字识别模块用于接收数值图像，并对数值图像进行分析，得到三轴无磁转台的参考姿态角数据；标定模块用于根据获得的参考姿态角数据及传感器标定模型计算定向探管的标定参数，并根据标定参数对定向探管进行标定。本发明无需将三轴无磁转台精确地调整至若干多个预先设定的角度，避免了依靠视力不断去调整三轴无磁转台方向及角度直至达到预设角度的过程，大大提高了标定效率。

主权项：1.一种三轴无磁转台的定向探管的标定系统，其特征在于，包括：电子数显屏幕2，用于采集并显示三轴无磁转台3的参考姿态角；摄像头1，用于拍摄电子数显屏幕2上的参考姿态角的数值图像；数字识别模块4，与所述摄像头1电连接，用于对所述数值图像进行分析，得到三轴无磁转台3的参考姿态角数据；标定模块5，与所述数字识别模块4电连接，用于根据所述参考姿态角数据计算定向探管6的标定参数，并根据所述标定参数对定向探管6进行角度标定；所述标定模块5及定向探管6内部均设置有传感器标定模型，所述传感器标定模型包括加速度计标定模型和磁强计标定模型；所述根据所述参考姿态角数据计算定向探管6的标定参数，并根据所述标定参数对定向探管6进行角度标定，具体为根据参考姿态角数据及加速度计标定模型计算定向探管6的标定参数，具体为：根据定向探管的当前姿态角的参数得到定向探管6在当地导航坐标系n至载体坐标系b之间的旋转矩阵： 式中，ri为当前姿态角的横滚角、pi为当前姿态角的俯仰角、yi为当前姿态角的航向角；令导航坐标系下的当地重力加速度矢量Gn＝[0,0,g]T，其在载体坐标系下的投影为： 得到在静止状态下加速度计的测量模型： 其中，g为重力加速度，wacc,11、wacc,12、…、wacc,33和bacc,1、bacc，2、bacc,3为待标定参数，mi,acc,x、mi,acc,y、mi,acc,z为加速度计第i个姿态角处的原始测量值；利用多组参考姿态角构成最小二乘解算模型，使用最小二乘解算模型对所述加速度计的测量模型进行求解，得到标定加速度计的所有参数；所述根据所述参考姿态角数据计算定向探管6的标定参数，并根据所述标定参数对定向探管6进行角度标定，具体为根据参考姿态角数据及磁强计标定模型计算定向探管6的标定参数，具体为：根据定向探管的当前姿态角的参数得到定向探管6在当地导航坐标系n至载体坐标系b之间的旋转矩阵： 式中，ri为当前姿态角的横滚角、pi为当前姿态角的俯仰角、yi为当前姿态角的航向角；令导航坐标系下的当地地磁场矢量Tn＝[tx,0,tz]T，tx和tz分别表示地磁场的水平分量和竖直分量，其在载体坐标系下的投影为得到在静止状态下磁强计的测量模型： 其中，wmag,11、wmag,12、…、wmag,33和bmag,1、bmag,2、bmag,3共12个参数为待标定参数，mi,mag,x、mi,mag,y、mi,mag,z为磁强计第i个姿态角处的原始测量值；利用多组参考姿态角构成最小二乘解算模型，使用最小二乘解算模型对所述磁强计的测量模型进行求解，得到标定加速度计的所有参数。

全文数据：

权利要求：

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