冗余MEMS-IMU误差补偿技术及标定方法研究

"冗余MEMS-IMU误差补偿技术研究 (2015年)" 本文主要探讨了如何提高惯性导航系统的精度和可靠性，重点在于一种基于冗余MEMS-IMU（微机电系统惯性测量单元）的创新设计方案。作者邵玉萍和何昆鹏来自哈尔滨工程大学自动化学院，他们提出将3个MEMS-IMU以斜置的方式安装在正四面体的3个面上，以此构建了一个冗余配置的惯性导航系统。 在这样的系统设计中，每个MEMS-IMU都会提供姿态、速度和位置信息，通过比较和融合来自不同传感器的数据，可以有效识别和补偿单个传感器可能出现的误差，从而提升整体导航性能。文章深入分析了IMU的误差来源，包括偏置、随机噪声、温度漂移等，并建立了一个精确的误差补偿数学模型来描述这些误差的影响。 为了实施误差补偿，研究者提出了一种标定方法，详细阐述了计算误差模型参数的推导过程。通过数学公式，他们定义了各个误差参数，如陀螺仪和加速度计的零偏、随机游走和比例因子误差等。这些参数的精确计算是实现有效误差补偿的关键。 经过多组实验验证，该标定方法被证明是简单且可靠的，能够准确估计各个误差参数，并对这些误差进行补偿。实验结果表明，该方法具有较高的标定精度，特别适用于需要短时间、中低精度导航的系统。 关键词涵盖了惯性导航系统、MEMS-IMU、误差补偿、标定以及冗余配置等核心概念。这篇文章的贡献在于提供了一种新的误差管理策略，对于提高MEMS-IMU在实际应用中的性能具有重要意义，特别是在那些对精度和可靠性要求较为严格的领域，如航空航天、无人驾驶车辆和海洋导航等。通过冗余配置和精确的误差补偿技术，可以显著增强系统的稳定性和导航精度。