一种适用于单轴MEMS倾角仪的快速标定方法及实现

针对单轴倾角仪核心元件MEMS加速度计零点电压和标度因数在反复上电后会发生改变,且在外场环境下,不能通过转台对其进行修正的问题,本文根据MEMS加速度计的安装误差、输出模型推导了单轴倾角仪的标定模型,提出了一种适用于单轴倾角仪的快速标定方法,并利用实验室研制的MEMS单轴倾角仪及LABVIEW软件编写的上位机对该方法进行了试验验证.实验表明,该快速标定方法可快速、准确地修正MEMS加速度计零点和标度因数的漂移,从而保证倾角仪的测量精度,具有良好的工程实践意义.     

适用于惯性动作捕捉与复现系统的轨迹捕捉算法及其实现

针对惯性动作捕捉与复现系统轨迹捕捉过程中由于零速检测不准确、姿态角误差发散造成捕捉到的轨迹不够平滑进而导致动画复现过程中人体模型发生严重抖动甚至位置跳变的问题,提出了一种基于改进零速检测的轨迹捕捉算法,可得到较高平滑度的轨迹.本文结合试验分析了零速检测误检源,并根据拉依达准则优化了检测算法,在此基础上构建了完整的轨迹捕捉Kalman滤波算法框架,其内嵌的姿态深度修正模块可有效抑制姿态角误差发散.最后通过实物试验,从精度和稳定性两方面验证了轨迹捕捉算法的可行性,试验表明,本文所述轨迹捕捉算法能得到较高平滑度的行走轨迹,因此能在一定程度上减小动画复现过程中人体模型的抖动,具有重要的工程意义.     

MEMS惯性测量系统安装误差分析与补偿

针对实际工程应用中微惯性测量组合与惯性测量系统之间的安装误差会影响载体测量精度的问题,提出一种有效补偿安装误差角的方法。在分析微惯性测量组合与系统间安装误差角产生机理的基础上,建立了安装误差模型,推导了求解安装误差角的方法。通过三轴位置速率摇摆温控转台实验验证了安装误差角求解算法和安装误差角建模补偿方法的正确性和有效性。实验结果表明该方法能够很好地补偿微惯性测量组合与系统之间的安装误差角,将惯性测量系统的姿态测量精度提高1～2个数量级,具有很强的工程应用性价值。     

MEMS陀螺漂移误差抑制方法研究

MEMS陀螺漂移误差是影响惯性测量系统精度的主要误差源,针对这一问题,引入旋转调制方法和卡尔曼滤波方法,利用旋转调制方法抑制陀螺的常值漂移,利用卡尔曼滤波方法减小随机漂移,并进行了仿真和实验,对调制和滤波前后惯性测量系统的姿态角误差进行了对比,结果表明,利用旋转调制技术和卡尔曼滤波方法分别减小陀螺的常值漂移漂移和随机漂移后,由这两种漂移误差引起的姿态角误差明显减小,惯性测量系统的测量精度显著提高。