文章目录

• Allan方差分析方法
• Allan 方差– 误差模型识别案例
• 测试与标定
• • 测试
  • 标定
  • 其它的测试与标定
  • 经典描述
• IMU的标定
• • 可用参考源
  • 方法:
  • 所需设备:

Allan方差分析方法

根据Allan标准差曲线的形状识别主要随机误差类型，计
算随机误差的模型参数

1.上图中，横轴为时间尺度，纵轴为Allan方差的开方，称作Allan标准差也可以；出于图形表现力的考虑，为双对数曲线
2.白噪声为图中的斜率为-1/2的直线；一阶高斯马尔可夫过程由Correlated Noise 和 Sinusoidal处表现。Correlated Noise为一个小山包形状的曲线，如果信号里有一个周期性的东西，那么一定会 由Sinusoidal体现出来一个峰接着一个峰的序列，就说明是周期项；平坦的部分就是闪烁噪声，即零偏不稳定性；若存在发散的误差，就像随机游走一样，那么就表现在图中+1/2斜率的曲线；假设传感器有问题，传感器随着时间有一个零偏的线性发散，那么就有一个+1斜率的直线；若存在量化噪声，则体现出来的是一个斜率为-1的直线，但是就目前的传感器而言，这一部分会很少

Allan 方差– 误差模型识别案例

1.左边有一段曲线趋势下降（正常来说，若是有量化噪声的话，曲线应该往左边上升），越往左边越反应的是短时间高频的信息，由于测试时，输出的时候加了一个大的低通滤波，就把高频的部分衰减了，因此曲线就下降了
2.Allan方差在实际应用中只能看到主要矛盾，次要因素有可能看不到，这一点是可以的

测试与标定

测试

测试，是要测量指标，考察传感器的好坏

标定

对系统性误差/常值误差进行测量，然后再补偿

其它的测试与标定

测试内容

• 静态测试
• 转台测试
• 温度测试
• 磁敏感性
• 离心测试
• 冲击测试
• 振动测试
• 综合测试
• 老化和存贮测试

标定

• 零偏
• 比例因子
• 交轴耦合
• 温度漂移
• 加速度敏感性*(陀螺的额外的误差，陀螺应该只对角速度(角运动)敏感，但是它还对加速度(线速度)也敏感，这就是一个误差系数)，可重复性的就可以补偿
• 上电过程（启动、预热）*

注意：只要系统误差/常值误差，标定（补偿)才有意义

经典描述

1.所有的系统误差都可以补偿。但是只考虑主要误差。一些随机误差可以通过导航算法估计并在线补偿。
2.校准是将仪器输出与已知参考信息进行比较，并确定使输出与参考信息一致的系数的过程输出值范围(Chatfield 1997)。

IMU的标定

1.初始横滚和俯仰角的确定是使用加速度计感知地球重力，因此零偏变小了，精度就会更高
2.陀螺零偏会影响初始航向的确定，因此零偏变小了，精度就会更高
3.根据公式可以解释具体影响

可用参考源

• 加速度计: 地球重力
• 陀螺仪: 地球自转或转台旋转

方法:

• 两位置、六位置法静态测试
• 角速率测试

所需设备:

• 转台
• 立方体