一種用于mems-mimu的標(biāo)定系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微慣性測量元件的標(biāo)定領(lǐng)域，尤其涉及一種用于MEMS-MIMU的標(biāo)定系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，MEMS微陀螺及微加速度計等微慣性測量元件得到了巨大的發(fā)展。由MEMS微加速度計和微陀螺儀構(gòu)成的MEMS微慣性測量組合MEMS-MMU(Micro InertialMeasurement Unit)因其具有體積小、重量輕、壽命長、可靠性高、成本低和適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)等優(yōu)點，可以提供運(yùn)動載體的位置、速度和姿態(tài)信息，在姿態(tài)測控技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。開展基于MEMS的MIMU的研究工作具有十分重要的意義。由于MEMS微慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度主要取決于MEMS微慣性測量元件一微加速度計和微陀螺儀的精度，因此作為一個整體，基于MEMS的MMU在使用前必須對其進(jìn)行標(biāo)定，以確定其中各個慣性傳感器的初始零位、安裝誤差、標(biāo)度系數(shù)、交叉耦合系數(shù)等參數(shù)。
[0003]一般的微慣性測量單元的標(biāo)定系統(tǒng)(如說明書附圖中的圖1所示):硬件上由兩臺計算機(jī)、一個三軸精密轉(zhuǎn)臺、待標(biāo)定的微慣性測量單元、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成。運(yùn)用上述硬件進(jìn)行微慣性測量單元的標(biāo)定方法是:首先將待檢測的微慣性測量單元夾載到三軸精密轉(zhuǎn)臺，三軸精密轉(zhuǎn)臺通過驅(qū)動與圖1中左側(cè)(I)號計算機(jī)相連，用戶利用計算機(jī)操作，使得三軸精密轉(zhuǎn)臺按照用戶要求進(jìn)行轉(zhuǎn)動；在轉(zhuǎn)動的過程中，微慣性測量單元可敏感出三軸轉(zhuǎn)動，微陀螺儀與微加速度計實時采集運(yùn)動參數(shù)，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)驅(qū)動與圖1中右側(cè)(II)號計算機(jī)相連，然后將采集到的數(shù)據(jù)實時保存下來；最后，通過與三軸精密轉(zhuǎn)臺設(shè)定的真實值進(jìn)行比較，即可以標(biāo)定出待測的微慣性測量單元中微陀螺儀與微加速度計的誤差參數(shù)。
[0004]但是，上述微慣性測量單元的標(biāo)定方法存在著以下幾個缺陷:
[0005](I)兩臺計算機(jī)需要分別進(jìn)行人為操作，費(fèi)時費(fèi)力，且當(dāng)操作三軸精密轉(zhuǎn)臺的計算機(jī)進(jìn)行仿真運(yùn)動時，只能夠人為地通知數(shù)據(jù)采集端的操作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，人為操作誤差大，工作效率低。
[0006](2)只有在實驗結(jié)束之后，才可以將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實際采集得到的數(shù)據(jù)與三軸精密轉(zhuǎn)臺的真實輸入值進(jìn)行比較，計算得到對應(yīng)的誤差參數(shù)，整個過程操作繁瑣，工作效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，為解決現(xiàn)有技術(shù)中微慣性測量元件的標(biāo)定系統(tǒng)及方法存在著上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于MEMS-MMU的標(biāo)定系統(tǒng)及方法，利用該標(biāo)定系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)僅由一臺計算機(jī)即可完成對三軸精密轉(zhuǎn)臺及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制，避免了人為操作帶來的誤差，實驗與誤差參數(shù)的計算過程能夠同時進(jìn)行，提高了工作效率。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于MEMS-MMU的標(biāo)定系統(tǒng)，該標(biāo)定系統(tǒng)包括:計算機(jī)和三軸精密轉(zhuǎn)臺，該三軸精密轉(zhuǎn)臺與計算機(jī)連接；其特征在于，所述的標(biāo)定系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)置的慣性單元數(shù)據(jù)采集板的數(shù)據(jù)輸入端與MEMS-MIMU通過RS485接口連接，并采用CAN總線作為總線傳輸標(biāo)準(zhǔn)與計算機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的標(biāo)定系統(tǒng)還包括CAN分析儀，所述慣性單元數(shù)據(jù)采集板的數(shù)據(jù)輸出端與CAN分析儀中的主板通過80PIN接插件連接；所述CAN分析儀通過USB接口與計算機(jī)連接。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，CAN分析儀采用CANalyst II分析儀。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的MEMS-MMU被設(shè)置在慣性單元數(shù)據(jù)采集板的板卡質(zhì)心位置。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的慣性單元數(shù)據(jù)采集板采用LPC1768微控制器及MEMS型芯片。
[0013]基于上述的用于MEMS-MMU的標(biāo)定系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種用于MEMS-MMU的標(biāo)定方法，該標(biāo)定方法包括:
[0014]步驟I)檢查計算機(jī)、三軸精密轉(zhuǎn)臺、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和CAN分析儀是否正常，確認(rèn)無誤后將其連接；
[0015]步驟2)將所述的MEMS-MIMU設(shè)置在慣性單元數(shù)據(jù)采集板的板卡質(zhì)心位置，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)置的慣性單元數(shù)據(jù)采集板的數(shù)據(jù)輸入端與MEMS-MMU通過RS485接口連接，并采用CAN總線作為總線傳輸標(biāo)準(zhǔn)，所述慣性單元數(shù)據(jù)采集板的數(shù)據(jù)輸出端與CAN分析儀中的主板通過80PIN接插件連接；
[0016]步驟3)將計算機(jī)、三軸精密轉(zhuǎn)臺、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)依次通電，打開計算機(jī)的操作界面軟件，并通過操作界面軟件設(shè)有的驅(qū)動將計算機(jī)分別與三軸精密轉(zhuǎn)臺和CAN分析儀進(jìn)行通訊；
[0017]步驟4)通過計算機(jī)設(shè)定三軸精密轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動參數(shù)，待三軸精密轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動I秒鐘后，通過計算機(jī)控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)；
[0018]步驟5)計算機(jī)將從步驟4)中得到的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，生成慣性測量單元的誤差標(biāo)定參數(shù)矩陣。
[0019]本發(fā)明的一種用于MEMS-MIMU的標(biāo)定系統(tǒng)及方法的優(yōu)點在于:利用該標(biāo)定系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)僅由一臺計算機(jī)即可完成對三軸精密轉(zhuǎn)臺及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制，避免了人為操作帶來的誤差，實驗與誤差參數(shù)的計算過程能夠同時進(jìn)行，標(biāo)定過程自動化程度高，提高了工作效率；CAN分析儀通過USB接口與計算機(jī)連接，實現(xiàn)了以CAN總線方式的數(shù)據(jù)傳輸，且該接口具有體積小、即插即用的特點，便于現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)及檢測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)；采用CAN總線作為總線傳輸標(biāo)準(zhǔn)，使得CAN總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性強(qiáng)，并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性；MEMS-MIMU被設(shè)置在慣性單元數(shù)據(jù)采集板的板卡質(zhì)心位置，提高了 MEMS-MMU的測量精度。
【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有的一種微慣性測量單元的標(biāo)定系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0021]圖2是本發(fā)明實施例中的一種用于MEMS-MMU的標(biāo)定系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0022]圖3是本發(fā)明實施例中的一種用于MEMS-MMU的標(biāo)定方法的流程圖。
[0023]圖4是本發(fā)明的計算機(jī)中操作界面軟件的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，