MEMS三轴陀螺仪现场比例因子线性度校准
机器人学
2024-06-11 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
MEMS三轴陀螺仪的校准对于各种可穿戴健康监测应用中的精确姿态估计至关重要。然而，与加速度计和磁力计相比，陀螺仪校准更具挑战性。本文介绍了一种仅通过伺服电机校准MEMS三轴陀螺仪的高效方法，非常适合现场环境。该方法的核心策略是利用固定框架中测量的重力与旋转速度的点积保持恒定这一事实。为了消除旋转离心力对加速度计的影响，在静止状态下测量加速度计数据。所提出的校准实验方案允许在每个轴以特定转速运行时进行陀螺仪测量，从而更容易评估由一系列转速构成的相关速度范围内的线性度。此外，仅经典最小二乘算法就足以估计比例因子，显著简化了校准过程的分析。进行了大量数值模拟以分析所提出方法在标定三轴陀螺仪模型方面的性能。还使用商用MEMS惯性测量单元（来自Arduino nano 33 BLE SENSE的LSM9DS1）和能够控制精确速度的伺服电机进行了实验验证。实验结果有效地证明了所提出校准方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2405.03393,
title = {On-site scale factor linearity calibration of MEMS triaxial gyroscopes},
author = {Yaqi Li and Li Wang and Zhitao Wang and Xiangqing Li and Jiaojiao Li and Steven Weidong Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.03393},
year = {2024}
}