Jako podstawowy element układu inercjalnegosystemu nawigacji, dokładność pomiaru IMU bezpośrednio determinuje ogólną wydajność systemu nawigacji. Dwuwymiarowa kalibracja IMU obejmuje przede wszystkim kalibrację parametrów błędu akcelerometrów i żyroskopów w płaszczyźnie poziomej (zwykle jest to kombinacja pochylenia-przechylenia lub pochylenia azymutu). Astawka dwuosiowaStół z możliwością precyzyjnego pozycjonowania kątowego i kontroli położenia jest podstawowym wyposażeniem umożliwiającym osiągnięcie tej kalibracji. Artykuł ten, oparty na standardach branżowych i praktykach inżynieryjnych, szczegółowo opisuje cały proces dwuwymiarowej kalibracji IMU przy użyciu dwóch osiwskaźniktabelę, obejmującą cztery główne etapy: przygotowanie przedkalibracyjne, procedury kalibracji rdzenia, przetwarzanie i weryfikację danych oraz etapy końcowe, zapewniające standaryzacjęIpowtarzalnośćprocesu kalibracjii niezawodnośćkalibrowaniewyniki.
I. Przygotowania przed kalibracją
Przygotowanie przed kalibracją ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia dokładności kalibracji. Należy ją przeprowadzić w czterech aspektach: wybór i inspekcja sprzętu, kontrola warunków środowiskowych, instalacja i debugowanie IMU oraz konfiguracja systemu oprogramowania, aby upewnić się, że każdy etap spełnia wymagania kalibracji.
(Ⅰ) Wybór i kontrola sprzętu
1.Dwuosiowywskaźnikwybór stołu: W oparciu o poziom dokładności IMU i wymagania kalibracyjne wybierz opcję dwuosiowąwskaźnikstół spełniający wymagania dotyczące dokładności położenia kątowego, stabilności prędkości kątowej i prostopadłości osi. W przypadku IMU o średniej i wysokiej dokładności (takich jak IMU klasy nawigacyjnej)wskaźnikdokładność położenia kątowego stołu powinna być lepsza niż 10″, a prostopadłość osi lepsza niż 5″; w przypadku IMU klasy konsumenckiej,wskaźnikdokładność stołu można odpowiednio zmniejszyć (dokładność położenia kątowego ≤ 30″). Jednocześnie,wskaźnikstół musi obsługiwać tryby pozycjonowania statycznego i wyjściowej szybkości dynamicznej oraz spełniać wymagania kalibracyjne dotyczące odsunięcia zera akcelerometru i współczynnika skali, a także odsunięcia zera żyroskopu i współczynnika skali.
2.Sprawdzanie sprzętu pomocniczego: Przygotuj precyzyjny zasilacz (stabilność napięcia wyjściowego ≤0,1%) do zasilania IMU, upewniając się, że wahania napięcia nie powodują błędów pomiarowych; użyć karty do gromadzenia danych (częstotliwość próbkowania ≥100 Hz, rozdzielczość ≥16 bitów) do rejestracji sygnałów przyspieszenia i prędkości kątowej wysyłanych przez IMU, a także sygnałów zwrotnych położenia kątowego/prędkości kątowejwskaźniktabela; sprawdź układ sterowania serwem za pomocąwskaźnikstół, aby zapewnić płynny obrót osi bez utraty kroku i drgań. Ponadto narzędzia takie jakprzyrząd do poziomowaniai klucz dynamometryczny są wymagane do wypoziomowania i zamocowania IMU po instalacji.
3.Kalibracja i weryfikacja sprzętu: Wstępna kalibracja podwójnej osiwskaźnikstół jest wykonywany w celu sprawdzenia jego położenia kątowego,prędkość kątowadokładność i prostopadłość osi,wśród innych specyfikacji technicznych. Wartości rzeczywiste i wartości zadane dla każdej osiwskaźnikmierzono stół w różnych pozycjach kątowych, aby upewnić się, że odchylenia mieszczą się w dopuszczalnych granicach. Thewskaźniksprawdzana jest pozioma płaszczyzna odniesienia stołu, aby upewnić się, że jej poziom jest lepszy niż5″. Jednocześnie IMU jest włączane i podgrzewane, rejestrowany jest jego początkowy stan wyjściowy i eliminowane są początkowe awarie sprzętu.
(Ⅱ) Kontrola stanu środowiska
1.Kontrola temperatury: Na parametry błędów IMU istotny wpływ ma temperatura. Temperatura środowiska kalibracji powinna być kontrolowana na poziomie (20±2)℃, a szybkość zmian temperatury powinna wynosić ≤0,5℃/h. Można to osiągnąć poprzez laboratorium stałotemperaturowe lub system kontroli temperatury, aby zapewnić stabilność temperatury podczas kalibracji i zmniejszyć wpływ dryftu temperatury na wyniki kalibracji.
2.Kontrola wibracji i zakłóceń: Środowisko kalibracji musi być oddalone od źródeł wibracji (takich jak obrabiarki, wentylatory,pojazdy ciężkie itp.) i należy zastosować środki izolacji wibracyjnej na podłożu (takie jakwykonanie fundamentu wibroizolacyjnego lubinstalowanie podkładek wibracyjnych), aby zapewnić, że przyspieszenie drgań otoczenia wynosi ≤0,01g. Jednocześnie należy unikać silnych zakłóceń elektromagnetycznych i uziemiaćwskaźnikstół, IMU i sprzęt do gromadzenia danych (rezystancja uziemienia ≤4Ω) w celu zmniejszenia zakłóceń elektromagnetycznych w sygnale wyjściowym IMU.
3.Kontrola ciśnienia i wilgotności powietrza: W przypadku IMU, które do kalibracji opierają się na ciśnieniu powietrza (takich jak niektóre IMU połączone z barometrami), ciśnienie powietrza otoczenia powinno być ustabilizowane na standardowym ciśnieniu atmosferycznym (101,325 kPa ± 1 kPa), a wilgotność względna powinna być kontrolowana na poziomie 40% ~ 60%, aby uniknąć zmian wilgotności powodujących zawilgocenie wewnętrznych obwodów IMU lub pogorszenie właściwości izolacyjnych.
(Ⅲ) Instalacja i debugowanie IMU
1.Instalacja mechaniczna: Przymocuj IMU dostołu roboczego dwuosiowego stołu dawki za pomocą dedykowanego zacisku, upewniając się, że oś wykrywania IMU jest wyrównana z rzjadłosie współrzędnych tabeli. Zazwyczaj oś X IMU powinna być równoległa do osi obrotu rzjadłwewnętrzną (lub zewnętrzną) oś stołu, a oś Z powinna być prostopadła do rzjadłpłaszczyzny stołu roboczego (tj. wzdłuż kierunku działania siły ciężkości). Użyj klucza dynamometrycznego, aby dokręcić zacisk określonym momentem obrotowym, unikając nadmiernego luzu, który mógłby spowodować przemieszczenie IMU podczas kalibracji lub nadmiernego dokręcenia, które mogłoby spowodować deformację strukturalną IMU.
2.Kalibracja wyrównania osi: Dokładność wyrównania pomiędzy IMU awskaźnikStół kalibrowany jest za pomocą poziomicy i laserowego przyrządu do pozycjonowania. Najpierw wyregulujwskaźnikstół do pozycji poziomej, zapewniając, że oś Z IMU jest równoległa do kierunku ciężkości. Następnie obracającwskaźniktabeli, sprawdź równoległość pomiędzy osią wykrywania IMU iwskaźnikoś obrotu stołu. Błąd równoległości powinien wynosić ≤5″. Jeśli dokładność wyrównania nie spełnia wymagań, wyreguluj pozycję urządzenia i powtarzaj kalibrację, aż osiągnie wymaganą normę.
3.Podłączenie elektryczne i debugowanie: Podłącz IMU do zasilacza i karty gromadzenia danych, zapewniając bezpieczne okablowanie i dobry kontakt, aby uniknąć utraty sygnału lub zniekształceń spowodowanych luźnymi połączeniami. Włącz i rozgrzej IMU; czas wstępnego nagrzewania zależy od typu IMU (IMU do nawigacji zwykle wymagają 30–60 minut, IMU klasy konsumenckiej wymagają 10–20 minut), aby umożliwić ustabilizowanie się wewnętrznej temperatury IMU. Podczas wstępnego podgrzewania monitoruj stabilność sygnału wyjściowego IMU. Jeśli wystąpią wahania sygnału, nadmierny szum lub inne nieprawidłowości, należy rozwiązać problem z okablowaniem lub sprzętem.
(Ⅳ) Konfiguracja systemu oprogramowania
1.Kontroluj konfigurację oprogramowania: Zainstaluj podwójną ośwskaźnikoprogramowanie sterujące tabelą i skonfiguruj rzjadłparametry osi stołu (m.in. średnica wału, przełożenie), tryb sterowania (statyczny/dynamiczny), położenie kątowe/prędkość kątowaustawieniaitp. Jednocześnie ustaw warunki wyzwalania gromadzenia danych, aby mieć pewność, że gromadzenie danych rozpocznie się dopiero po rzjadłpołożenie stołu ustabilizowało się, unikając zakłóceń sygnału podczas procesu przejścia.
2.Debugowanie oprogramowania do gromadzenia danych: Debuguj oprogramowanie do gromadzenia danych, ustawiając parametry, takie jak częstotliwość próbkowania, czas próbkowania i format przechowywania danych (np. plik CSV, MAT). Ustanów synchroniczny mechanizm akwizycji dla sygnału wyjściowego IMU iwskaźniksygnał zwrotny tabeli, zapewniając, że ich znaczniki czasu są zgodne z błędem ≤1 ms. Weryfikuj integralność i dokładność gromadzenia danych za pomocą symulowanych testów akwizycji i rozwiązuj problemy, takie jak utrata danych i opóźnienia.
3.Wdrożenie algorytmu kalibracji: W oparciu o wymagania kalibracyjne (takie jak odchylenie akcelerometru/kalibracja współczynnika skalowania, odchylenie żyroskopu/kalibracja współczynnika skalowania), zastosuj odpowiedni algorytm kalibracji (taki jak metoda najmniejszych kwadratów, metoda filtra Kalmana). Zainicjuj parametry algorytmu, takie jak liczba iteracji i próg zbieżności, aby upewnić się, że algorytm może dokładnie znaleźć parametry błędu IMU.
II. Proces kalibracji rdzenia
Proces kalibracji rdzenia opiera się na dwóch podstawowych elementach IMU: akcelerometrze i żyroskopie. Oparty na możliwościach pozycjonowania statycznego i dynamicznej kontroli prędkości w trybie dwuosiowymwskaźniktabeli parametry błędów w obu wymiarach są kalibrowane krok po kroku. Proces ten wykorzystuje jako przykład dwuwymiarową kalibrację typu „pitch-roll” i obejmuje trzy kluczowe etapy: statyczną kalibrację akcelerometru, statyczną kalibrację żyroskopu przy zerowym odchyleniu i dynamiczną kalibrację szybkości żyroskopu.
(Ⅰ) Kalibracja statyczna akcelerometru
Celem statycznej kalibracji akcelerometru jest znalezienie jego zerowego obciążenia i współczynnika skalowania. Wykorzystuje projekcję przyspieszenia grawitacyjnego w różnych położeniach jako dane wejściowe odniesienia, ustanawia model błędu i oblicza parametry, mierząc sygnał przyspieszenia wysyłany przez IMU.
1.Planowanie postaw do kalibracji: W oparciu o dwuwymiarowe kierunki pochylenia i przechylenia planowanych jest sześć typowych położeń statycznych (zapewniających, że przyspieszenie grawitacyjne może w pełni pokryć czułe osie X, Y i Z akcelerometru). Konkretne postawy są następujące: ① Nachylenie 0°, Przechylenie 0° (oś Z dodatnia wzdłuż kierunku grawitacji); ② Pochylenie 0°, przechylenie 180° (oś Z ujemna wzdłuż kierunku ciężkości); ③ Pochylenie 90°, przechylenie 0° (oś X dodatnia wzdłuż kierunku ciężkości); ④ Pochylenie 90°, przechylenie 180° (oś X ujemna wzdłuż kierunku ciężkości); ⑤ Pochylenie 0°, przechylenie 90° (oś Y dodatnia wzdłuż kierunku ciężkości); ⑥ Pochylenie 0°, przechylenie 270° (oś Y ujemna wzdłuż kierunku ciężkości).
2.Regulacja i stabilizacja postawy: Polecenia dotyczące pozycji kątowej dla każdego położenia są wysyłane sekwencyjnie przez podwójną ośwskaźnikoprogramowanie do sterowania stołem. powskaźnikstół powoduje, że IMU obraca się do położenia docelowego, pozostaje statycznie stabilny. Czas stabilizacji dla każdego położenia wynosi ≥30s, zapewniając stabilność sygnału przyspieszenia wysyłanego przez IMU (amplituda wahań sygnału ≤0,001g). Podczas stabilizacji sygnał zwrotny położenia kątowegowskaźniktabela jest monitorowana w czasie rzeczywistym. Jeśli odchylenie położenia przekracza dopuszczalny zakres (≤5″),wskaźniktabela automatycznie wykonuje korekty kompensacji.
3.Pozyskiwanie i rejestracja danych: Po ustabilizowaniu się każdego położenia aktywowane jest oprogramowanie do gromadzenia danych w celu uzyskania sygnałów przyspieszenia osi X, Y i Z wysyłanych przez IMU. Czas próbkowania wynosi ≥10 s, a częstotliwość próbkowania ≥100 Hz. Jednocześnie rzeczywiste położenie kątowewskaźnik(kąt pochylenia θ, kąt przechylenia φ) jest rejestrowana w celu obliczenia wartości rzutowania przyspieszenia grawitacyjnego na każdą czułą oś (wejście referencyjne). Pozyskane dane są przechowywane zgodnie z położeniem, wyraźnie oznaczone informacjami o położeniu i znacznikami czasu.
4.Ustalenie modelu błędu i rozwiązanie parametrów: Ustanawia się model błędu akcelerometru, ignorując błędy sprzężenia krzyżowego (które można uprościć w kalibracji dwuwymiarowej). Model błędu jest następujący:
a = K(a + b) (i=X,Y,Z)
Gdzie a jest przyspieszeniem i-tej osi na wyjściu IMU, K jest współczynnikiem skali i-tej osi, a jest przyspieszeniem odniesienia i-tej osi (rzut przyspieszenia grawitacyjnego), a b jest zerowym przesunięciem i-tej osi. W oparciu o przyspieszenie odniesienia a (obliczone z θ i φ, np. przyspieszenie odniesienia w osi Z a=g·cosθ·cosφ, przyspieszenie odniesienia w osi X a=g·sinθ, przyspieszenie odniesienia w osi Y a=g·sinφ·cosθ, gdzie g jest przyspieszeniem ziemskim, przyjętym jako 9,80665m/s²) i odpowiednie a, K i b są rozwiązywane przy użyciu metody najmniejszych kwadratów.
(Ⅱ)Kalibracja statycznego zera żyroskopu
Statyczne odchylenie zera żyroskopu odnosi się do odchylenia wyjściowego żyroskopu, gdy nie ma sygnału wejściowego dotyczącego prędkości kątowej. Należy go rozwiązać poprzez długoterminowe gromadzenie danych, gdy IMU jest nieruchome.
(Ⅲ)Kalibracja dynamiczna żyroskopu
Celem dynamicznej kalibracji szybkości żyroskopu jest znalezienie jego współczynnika skalowania. Wykorzystując znaną wartość wyjściową prędkości kątowej dla podwójnej osiwskaźniktabelę jako wejście referencyjne, ustala się model błędu i współczynnik skalowania ustala się poprzez pomiar sygnału wyjściowego żyroskopu.
1.Wybór postawy kalibracyjnej: Wybierz położenie poziome z nachyleniem 0° i przechyleniem 0°. W tym położeniu IMU nie ma sygnału wejściowego prędkości kątowej, a wyjście żyroskopu zawiera jedynie zerowe odchylenie i szum. Thewskaźnikstół nie musi się obracać w tej pozycji; po prostu utrzymuj scenę poziomo i stabilnie.
2.Długoterminowe pozyskiwanie danych: Uruchom oprogramowanie do gromadzenia danych i zbierz sygnały wyjściowe z osi X, Y i Z żyroskopu. Czas próbkowania powinien wynosić ≥60 minut, a częstotliwość próbkowania ≥100 Hz. Podczas procesu akwizycji stale monitoruj temperaturę otoczenia iwskaźnikustawienie stołu w celu zapewnienia stabilności temperatury (wahania ≤0,2℃) i braku dryftu położenia (odchylenie ≤5″), aby uniknąć wprowadzenia dodatkowych błędów od czynników zewnętrznych.
3.Obliczenia zerowego obciążenia: Uzyskane dane wyjściowe żyroskopu są wstępnie przetwarzane w celu usunięcia wartości odstających (przy użyciu kryterium 3σ), a następnie obliczana jest średnia wartość sygnału wyjściowego każdej osi. Ta średnia wartość to statyczne odchylenie zera b żyroskopu (i=X,Y,Z). Jednocześnie obliczane jest odchylenie standardowe danych w celu oceny poziomu hałasu żyroskopu. Jeżeli odchylenie standardowe jest zbyt duże (przekracza specyfikacje techniczne IMU), należy zbadać awarię sprzętu lub zakłócenia środowiskowe.
4.Planowanie punktów procentowych: W oparciu o zakres IMU i rzeczywisty scenariusz zastosowania zaplanuj dynamiczne punkty szybkości zarówno w wymiarach pochylenia, jak i przechyłu. Wybierz 5–7 punktów szybkości dla każdego wymiaru, obejmujących szybkości w przód i w tył (np. -100°/s, -50°/s, 0°/s, 50°/s, 100°/s), gdzie punkt szybkości 0°/s jest używany do sprawdzenia spójności statycznego odchylenia zera. Wybór punktów szybkości musi zapewniać, że nie przekraczają one zakresu IMU oraz żewskaźnikstół może stabilnie wyprowadzać szybkość (stabilność szybkości ≤ 0,1°/s).
5.Szybkość wyjściowa i stabilizacja: Polecenia dla każdego punktu szybkości są wysyłane sekwencyjnie w wymiarach pochylenia i przechylenia za pośrednictwem dwuosiowejwskaźnikoprogramowanie do sterowania stołem. powskaźnikstół napędza IMU do obracania się do docelowej prędkości, utrzymuje dynamiczną stabilność przy czasie stabilizacji ≥20s. Podczas stabilizacji sygnał zwrotny prędkości kątowejwskaźniktabela jest monitorowana w czasie rzeczywistym. Jeśli odchylenie prędkości przekracza dopuszczalny zakres (≤0,5°/s),wskaźniktabela automatycznie wykonuje kompensację stawki.
6.Pozyskiwanie i rejestracja danych: Po ustabilizowaniu się każdego punktu szybkości uruchom oprogramowanie do gromadzenia danych, aby uzyskać sygnał wyjściowy odpowiedniej czułej osi żyroskopu (np. uzyskaj sygnał wyjściowy żyroskopu w osi X podczas obrotu w wymiarze pochylenia i uzyskaj sygnał wyjściowy żyroskopu w osi Y podczas obrotu w wymiarze obrotu). Czas próbkowania wynosi ≥10 s, a częstotliwość próbkowania ≥100 Hz. Jednocześnie zanotuj rzeczywistą prędkość kątową obiektuwskaźniktabeli (wejście referencyjne ω) i zapisz dane zgodnie z punktem szybkości i wymiarem.
7.Tworzenie modelu błędów i rozwiązywanie parametrów: Ustanawia się model błędu szybkości dla żyroskopu, ignorując błędy sprzężenia krzyżowego. Model jest następujący:
ω = K(ω + b) (i=X,Y)
Gdzie ω to wyjściowa prędkość kątowa i-tej osi żyroskopu, K to współczynnik skali i-tej osi, ω to referencyjna prędkość kątowa i-tej osi (rzeczywista wyjściowa prędkość kątowawskaźniktabela), a b jest statycznym zerowym odchyleniem i-tej osi (już rozwiązanym w kalibracji statycznej). Podstaw ω i odpowiadające im ω w każdym punkcie szybkości do modelu i oblicz K, stosując metodę najmniejszych kwadratów.
Ⅲ.Przetwarzanie i walidacja danych
Przetwarzanie i weryfikacja danych to kluczowe kroki zapewniające wiarygodność wyników kalibracji. Zebrane surowe dane muszą zostać wstępnie przetworzone, a po ustaleniu parametrów błędów należy przeprowadzić analizę reszt, weryfikację powtarzalności i weryfikację dokładności. Jeśli weryfikacja zakończy się niepowodzeniem, proces należy powrócić do procedury kalibracji rdzenia w celu ponownej kalibracji.
1.Usuwanie wartości odstających: Kryterium 3σ lub kryterium Grubbsa służy do wykrywania i usuwania wartości odstających z oryginalnych danych (przyspieszenie, sygnały prędkości kątowej). Dla kryterium 3σ obliczana jest średnia μ i odchylenie standardowe σ danych. Dane przekraczające zakres [μ-3σ, μ+3σ] identyfikowane są jako wartości odstające i zastępowane poprzez interpolację sąsiadujących danych lub bezpośrednio usuwane.
2.Filtracja: Wstępnie przetworzone surowe dane są filtrowane dolnoprzepustowo w celu usunięcia szumów o wysokiej częstotliwości. Wybierany jest filtr dolnoprzepustowy Butterwortha, a częstotliwość odcięcia jest określana na podstawie szerokości pasma IMU (zwykle 1/5 do 1/3 szerokości pasma IMU), aby uniknąć nadmiernego filtrowania i zniekształceń sygnału. Przefiltrowane dane wykorzystywane są do późniejszego obliczenia parametrów błędu.
3.Dopasowanie synchronizacji danych: Aby rozwiązać problem rozbieżności w sygnaturze czasowej pomiędzy sygnałem wyjściowym IMU awskaźniksygnał zwrotny tabeli, do wyrównania synchronizacji używana jest interpolacja liniowa. Zapewnia to, że każdy zestaw danych wyjściowych IMU odpowiada dokładnemuwskaźnikpołożenie stołu lub stan szybkości, z błędem synchronizacji ≤1ms.
4.ParametrSrozwiązanieooptymalizacja:Zastąp wstępnie przetworzone dane modelami błędów akcelerometru i żyroskopu i użyj metody najmniejszych kwadratów do obliczenia parametrów błędu, takich jak odchylenie zerowe i współczynnik skalowania. W przypadku złożonych scenariuszy można zastosować metodę filtru Kalmana w celu optymalizacji wyników rozwiązania parametrów, poprawiając dokładność i stabilność estymacji parametrów.
5.Analiza pozostałości: Oblicz reszty pomiędzy zaobserwowanymi wartościami (wyjście IMU) a przewidywaniami modelu w każdym skalibrowanym punkcie położenia/prędkości. Reszty odzwierciedlają dokładność dopasowania modelu błędu. Jeśli średnia reszt jest bliska 0, a odchylenie standardowe jest małe (odchylenie standardowe resztkowego przyspieszenia ≤ 0,002 g, odchylenie standardowe resztkowej prędkości kątowej ≤ 0,1°/s), oznacza to, że model jest dobrze dopasowany. Jeżeli reszty są zbyt duże lub wykazują wyraźną tendencję, należy ponownie sprawdzić model błędu (np. biorąc pod uwagę błąd sprzężenia krzyżowego) lub ważność danych kalibracyjnych.
6.Weryfikacja powtarzalności: W tych samych warunkach środowiskowych i procedurach kalibracyjnych wykonaj trzy pełne eksperymenty kalibracyjne i określ parametry błędu dla każdej kalibracji. Oblicz współczynnik zmienności (stosunek odchylenia standardowego do średniej) trzech parametrów. Jeżeli współczynnik zmienności wynosi ≤1%, wyniki kalibracji charakteryzują się dobrą powtarzalnością; jeżeli współczynnik zmienności jest zbyt duży, należy zbadać kwestie takie jak stabilność sprzętu i zakłócenia środowiskowe, a następnie przeprowadzić ponowną kalibrację.
7.Weryfikacja dokładności: Wybierz punkty położenia/prędkości nieobjęte kalibracją jako punkty weryfikacji. Zastąp skalibrowane parametry błędu modelem błędu, aby skompensować sygnał wyjściowy IMU i oblicz błąd pomiędzy skompensowanym wyjściem IMU a wejściem odniesienia. Jeżeli skompensowany błąd spełnia wymagania techniczne IMU (np. błąd pomiaru przyspieszenia ≤ 0,01g, błąd pomiaru prędkości kątowej ≤ 0,5°/s), dokładność kalibracji jest zadowalająca. Jeżeli błąd nie spełnia wymagań, należy ponownie zoptymalizować proces kalibracji (np. dodać więcej punktów położenia/prędkości do kalibracji, dostosować model błędu) i ponownie przeprowadzić kalibrację.
8.Weryfikacja stabilności temperaturowej (opcjonalnie): Jeśli IMU musi działać w szerokim zakresie temperatur, eksperymenty kalibracyjne można powtórzyć w różnych punktach temperatur (np. -10 ℃, 0 ℃, 20 ℃, 40 ℃, 60 ℃) w celu sprawdzenia zmian parametrów błędu w zależności od temperatury. Można ustalić model kompensacji temperatury dla parametrów błędów, aby poprawić dokładność pomiaru IMU w różnych warunkach temperaturowych.
9.Przechowywanie klasyfikacji danych: Wstępnie przetworzone surowe dane, wyniki rozwiązań parametrów błędów, raporty z analizy pozostałości, wyniki weryfikacji itp. są kategoryzowane i przechowywane zgodnie z datą kalibracji, numerem IMU i warunkami środowiska kalibracji. Formaty przechowywania danych przyjmują popularne formaty (takie jak CSV, MAT, PDF), aby zapewnić czytelność i identyfikowalność danych.
10.Kopia zapasowa danych: Wykonaj wiele kopii zapasowych zarchiwizowanych danych (takich jak lokalne dyski twarde i pamięć w chmurze), aby zapobiec utracie danych. Dane kopii zapasowych muszą mieć wyraźnie oznaczone nazwy plików i dokumenty wyjaśniające, jasno definiujące odpowiedni cel, proces i warunki.
Ⅳ.Kończenie pracy
Końcowe etapy obejmują głównie archiwizację danych kalibracyjnych, przywracanie i konserwację sprzętu oraz przygotowanie raportu z kalibracji, aby zapewnić identyfikowalność procesu kalibracji i zapewnić podstawę do późniejszego użytkowania i konserwacji IMU. Sprawozdanie z kalibracji stanowi podsumowanie prac kalibracyjnych i musi kompleksowo i dokładnie rejestrować proces kalibracji oraz wyniki, obejmujące głównie następujące elementy:
1.Wyłączenie i demontaż sprzętu: Po kalibracji wyłącz zasilanie podwójnej osiwskaźnikstół, IMU i sprzęt do gromadzenia danych. Odłącz IMU od urządzenia po kolei i wyjmij IMU. Unikaj kolizji i wibracji podczas demontażu, aby chronić wrażliwe elementy IMU.
2.SprzętCpochylony iMutrzymanie: Oczyść dwuosiową rzjadłstół, system wałów i osprzęt do usuwania kurzu i zanieczyszczeń; przeprowadzić kontrolę wzrokową IMU, aby upewnić się, że nie jest uszkodzona i że złącza przewodów są czyste. Rejestruj stan użytkowania sprzętu i szczegóły konserwacji, aby zapewnić podstawę do okresowej kalibracji sprzętu.
3.Przywrócenie parametrów sprzętu: Przywróć parametry podwójnej osiwskaźniktabelę i sprzęt do gromadzenia danych do stanu domyślnego, zamknij oprogramowanie sterujące i oprogramowanie do gromadzenia danych oraz upewnij się, że sprzęt znajduje się w bezpiecznym stanie gotowości.
4.Raport z kalibracjiobejmuje następujące elementy:
(1)Informacje o obiekcie kalibracji: model IMU, numer seryjny, producent i specyfikacje techniczne;
(2)Informacje o sprzęcie kalibracyjnym: dwuosiowy rzjadłmodel tabeli i klasa dokładności, model sprzętu do gromadzenia danych i parametry pobierania próbek oraz wykaz sprzętu pomocniczego;
(3)Kalibracja warunków środowiskowych: temperatura, wilgotność, ciśnienie powietrza, wibracje;
(4)Opis procesu kalibracji: Planowanie punktu położenia/prędkości kalibracji, parametry gromadzenia danych, model błędu i algorytm rozwiązania;
(5)Wyniki kalibracji: odchylenie zerowe i współczynnik skali akcelerometru, odchylenie zerowe żyroskopu i współczynnik skali, wyniki analizy pozostałości, wyniki weryfikacji powtarzalności i wyniki weryfikacji dokładności;
(6)Wnioski i rekomendacje: Czy wyniki kalibracji są zgodne z normami, zalecenia dotyczące stosowania IMU (takie jak kompensacja temperatury, cykl okresowej rekalibracji) oraz zalecenia dotyczące konserwacji sprzętu.
Ⅴ.Środki ostrożności
Podsumowując, standardowa procedura dwuwymiarowej kalibracji IMU przy użyciu dwuosiowego rzjadłtabela musi ściśle przestrzegać logicznej kolejności: „przygotowanie przedkalibracyjne – kalibracja rdzenia – przetwarzanie i weryfikacja danych – wykończeniepraca”, koncentrując się na kluczowych aspektach, takich jak dokładność sprzętu, kontrola środowiska, ustawienie osi i synchronizacja danych. Dzięki ujednoliconej procedurze kalibracji i rygorystycznym metodom weryfikacji można dokładnie określić parametry błędów IMU, znacznie poprawiając jego dokładność pomiaru i zapewniając niezawodne działanie systemu nawigacji inercyjnej.
1.Jeśliwskaźnikpodczas kalibracji wystąpi dryft położenia stołu lub nieprawidłowy sygnał wyjściowy IMU, należy natychmiast przerwać kalibrację, zbadać usterkę i ponownie rozpocząć kalibrację, aby uniknąć wygenerowania nieprawidłowych danych kalibracyjnych.
2.Thepodgrzewanieczas IMU musi ściśle przestrzegać wymagań technicznych. Niewystarczającypodgrzewaniedoprowadzi do niestabilnych parametrów błędu i wpłynie na dokładność kalibracji.
3.Dokładność ustawienia układu osi dwuosiowego rzjadłtabela ma bezpośredni wpływ na wyniki kalibracji. rzjadłstół wymaga regularnej kalibracji, aby zapewnić, że dokładność układu osi spełnia wymagania.
4.Temperatura, wibracje, zakłócenia elektromagnetyczne i inne czynniki środowiska kalibracyjnego mają znaczący wpływ na moc wyjściową IMU. Warunki środowiskowe muszą być ściśle kontrolowane, a w razie potrzeby należy podjąć środki izolacji i ekranowania.
5.Raport kalibracyjny musi zostać sprawdzony przez specjalistów w celu zapewnienia dokładności i standaryzacji treści raportu, a po zatwierdzeniu przeglądu powinien być archiwizowany i przechowywany.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!