一種微機(jī)械陀螺儀零偏自動消除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微機(jī)械陀螺儀零偏消除，尤其是用于微機(jī)械陀螺儀長時間存儲后零偏 的校準(zhǔn)，用于提高陀螺儀測量的準(zhǔn)確性和精度，屬于慣性傳感技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] MEMS(微機(jī)械）陀螺儀是用于測量角速率的傳感器，其體積小、成本低、可靠性高， 廣泛應(yīng)用于各種需要慣性測量的領(lǐng)域。MEMS陀螺儀輸出簡化模型為：
[0003] ~ D^(〇； + D^c.0； +
[0004] 其中：
[0005] ??-------陀螺輸出
[0006] Do-------陀螺零偏
[0007] Di-------陀螺刻度系數(shù)
[0008] Wi-------敏感軸角速率
[0009] D2、D3--陀螺交叉耦合系數(shù)
[0010] c〇j、cok----垂直于敏感軸的兩個正交軸角速率
[0011] 在模型中，D2、D3是安裝誤差帶來的影響，在安裝確定后，進(jìn)行標(biāo)定即可消除誤差； DhDi是陀螺自身的系數(shù)，在出廠時對其進(jìn)行標(biāo)定，從而得到測量載體旋轉(zhuǎn)的精確角速率。但 是，MEMS陀螺儀的零偏在出廠后，隨著存儲時間的增加，零偏變化很大，嚴(yán)重影響MEMS陀螺 儀的測量精度。因此，在下一次上電使用前需要對零偏進(jìn)行消除。
[0012] 現(xiàn)有的零偏消除方法是將MEMS陀螺靜置，通電測量出其零偏，通過改寫軟件或通 訊接口發(fā)送的方式將零偏補(bǔ)償系數(shù)寫入MEMS陀螺，從而消除零偏誤差，提高陀螺儀精度?，F(xiàn) 有方法存在以下缺點：
[0013] 1、需要外部設(shè)備對陀螺儀的零偏進(jìn)行測試。
[0014] 2、測量出陀螺儀零偏后，需要專用儀器對陀螺儀零偏補(bǔ)償系數(shù)進(jìn)行重置。
[0015] 3、整個操作過程繁瑣，需要專業(yè)人員進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種微機(jī)械陀螺儀零偏自 動消除方法。本方法能自動消除陀螺儀零偏并對零偏補(bǔ)償系數(shù)自動重置，以后陀螺儀通電 使用中，采用重置的補(bǔ)償系數(shù)對零偏進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到提高陀螺測量精度的目的。
[0017] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0018] -種微機(jī)械陀螺儀零偏自動消除方法，其特征在于:步驟如下，
[0019] 1)陀螺儀上電后判斷陀螺儀當(dāng)前狀態(tài)是靜止還是運動，如陀螺儀處于靜止?fàn)顟B(tài)， 則測量陀螺儀上電后的輸出，該輸出即為當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do;如陀螺儀處于運動狀態(tài)，則 以上一次存儲于陀螺儀內(nèi)部的處理器FLASH中的零偏補(bǔ)償系數(shù)作為當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do;
[0020] 2)根據(jù)步驟1)確定的當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do,通過公式ι? = zv-A叫+ D:% + /)/? 自動對陀螺儀進(jìn)行零偏補(bǔ)償；
[0021] 3)將當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do在線寫入陀螺儀內(nèi)部的處理器FLASH中，作為下一次陀 螺儀通電并處于運動狀態(tài)時的零偏補(bǔ)償系數(shù)。
[0022] 其中，步驟1)中，陀螺儀上電后按如下方法判斷當(dāng)前狀態(tài)是靜止還是運動：
[0023] 設(shè)陀螺儀實時零偏閾值為ω 〇，陀螺儀平均零偏閾值為^^在陀螺儀上電到預(yù)設(shè)時 間段內(nèi)只要有一個時刻陀螺儀的輸出??的絕對值大于等于ω〇,則認(rèn)為陀螺儀處于運動狀 態(tài)；
[0024] 否則再按如下方法判斷，如果該時間段內(nèi)陀螺儀輸出的平均值啲絕對值大于 等于^，則認(rèn)為陀螺儀處于運動狀態(tài);^，否則認(rèn)為陀螺儀處于靜止?fàn)顟B(tài)，
[0025] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0026] 1、不需要外部設(shè)備，在MEMS陀螺儀存儲時間長后，僅需一次靜置通電就可以消除 陀螺儀零偏，操作簡便，隨時可以進(jìn)行；
[0027] 2、零偏的標(biāo)定與計算全自動進(jìn)行，不需人員干預(yù)；
[0028] 3、零偏補(bǔ)償系數(shù)重置自動進(jìn)行，不需要專用儀器；
[0029] 4、對陀螺儀狀態(tài)進(jìn)行算法推算，防止誤操作。
【具體實施方式】
[0030] 以下將結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0031 ]本發(fā)明微機(jī)械陀螺儀零偏自動消除方法，步驟如下，
[0032] 1)陀螺儀上電后判斷陀螺儀當(dāng)前狀態(tài)是靜止還是運動，如陀螺儀處于靜止?fàn)顟B(tài)， 則測量陀螺儀上電后的輸出，該輸出即為當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do;如陀螺儀處于運動狀態(tài)，則 以上一次存儲于處理器FLASH中的零偏補(bǔ)償系數(shù)作為當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do;
[0033] 2)根據(jù)步驟1)確定的當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do，通過公式:尤=+ Dp, _f Z)'Vf 自動對陀螺儀進(jìn)行零偏補(bǔ)償；
[0034] 3)將當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do在線寫入陀螺儀內(nèi)部的處理器FLASH中，作為下一次陀 螺儀通電并處于運動狀態(tài)時的零偏補(bǔ)償系數(shù)。
[0035] 其中步驟1)中，陀螺儀上電后按如下方法判斷當(dāng)前狀態(tài)是靜止還是運動：
[0036] 設(shè)陀螺儀實時零偏閾值為ω〇,陀螺儀平均零偏閾值為;在陀螺儀上電到預(yù)設(shè) 時間段內(nèi)（該時間段長短根據(jù)陀螺儀精度進(jìn)行預(yù)設(shè)，實際設(shè)置為lmin)只要有一個時刻陀螺 儀的輸出g的絕對值大于等于ω 〇,則認(rèn)為陀螺儀處于運動狀態(tài)；
[0037] 否則再按如下方法判斷，如果該時間段內(nèi)陀螺儀輸出的平均值g的絕對值大于 等于則認(rèn)為陀螺儀處于運動狀態(tài)^，否則認(rèn)為陀螺儀處于靜止?fàn)顟B(tài)
[0038] 本發(fā)明的上述實施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施 方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不 同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案 所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項】
1. 一種微機(jī)械陀螺儀零偏自動消除方法，其特征在于:步驟如下， 1) 陀螺儀上電后判斷陀螺儀當(dāng)前狀態(tài)是靜止還是運動，如陀螺儀處于靜止?fàn)顟B(tài)，則測 量陀螺儀上電后的輸出，該輸出即為當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do;如陀螺儀處于運動狀態(tài)，則以上 一次存儲于陀螺儀內(nèi)部的處理器FLASH中的零偏補(bǔ)償系數(shù)作為當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do; 2) 根據(jù)步驟1)確定的當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do,通過公式G = + A% + 自動 對陀螺儀進(jìn)行零偏補(bǔ)償； 3) 將當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)Do在線寫入陀螺儀內(nèi)部的處理器FLASH中，作為下一次陀螺儀通 電并處于運動狀態(tài)時的零偏補(bǔ)償系數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)械陀螺儀零偏自動消除方法，其特征在于：步驟1)中，陀 螺儀上電后按如下方法判斷當(dāng)前狀態(tài)是靜止還是運動： 設(shè)陀螺儀實時零偏閾值為ω〇,陀螺儀平均零偏閾值為^ ;在陀螺儀上電到預(yù)設(shè)時間段 內(nèi)只要有一個時刻陀螺儀的輸出^酌絕對值大于等于ω 〇,則認(rèn)為陀螺儀處于運動狀態(tài)； 否則再按如下方法判斷，如果該時間段內(nèi)陀螺儀輸出的平均值Ε的絕對值大于等于 ^ ,則認(rèn)為陀螺儀處于運動狀態(tài)否則認(rèn)為陀螺儀處于靜止?fàn)顟B(tài)，
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微機(jī)械陀螺儀零偏自動消除方法，步驟如下，1)陀螺儀上電后判斷陀螺儀當(dāng)前狀態(tài)是靜止還是運動，如陀螺儀處于靜止?fàn)顟B(tài)，則測量陀螺儀上電后的輸出，該輸出即為當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)D0；如陀螺儀處于運動狀態(tài)，則以上一次存儲的零偏補(bǔ)償系數(shù)作為當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)D0；2)根據(jù)步驟1)確定的當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)D0，自動對陀螺儀進(jìn)行零偏補(bǔ)償；3)將當(dāng)前零偏補(bǔ)償系數(shù)D0作為下一次陀螺儀通電并處于運動狀態(tài)時的零偏補(bǔ)償系數(shù)。本方法能自動消除陀螺儀零偏并對零偏補(bǔ)償系數(shù)自動重置，以后陀螺儀通電使用中，采用重置的補(bǔ)償系數(shù)對零偏進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到提高陀螺測量精度的目的。
【IPC分類】G01C25/00
【公開號】CN105675015
【申請?zhí)枴緾N201610011605
【發(fā)明人】芶志平, 王瑜, 金雷
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第二十六研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月8日