Przejdź do treści

SVD calibration of inertial sensors

W pracy przedstawiono nową metodę kalibracji czujników inercyjnych (akcelerometrów, żyroskopów, magnetometrów) opartą na odpowiednim przetwarzaniu danych pomiarowych zebranych przy różnym zorientowaniu czujników względem mierzonej wartości wektorowej o stałym module. Zaproponowane podejście, oparte na koncepcji "dekompozycji kształtu i ruchu", pozwala na algebraiczne wyznaczenie kluczowych parametrów kalibracyjnych, w tym błędów zera, współczynników wzmocnienia oraz wzajemnej orientacji osi pomiarowych. Metoda ta skutecznie eliminuje konieczność wcześniejszej znajomości pozycji (orientacji) pomiarowych przez efektywne ich wyznaczanie bezpośrednio z danych pomiarowych, co stanowi istotne ułatwienie procesu kalibracji w praktycznych zastosowaniach. 

Algorytm kalibracji opiera się na dekompozycji według wartości osobliwych (SVD) oraz uogólnionym zagadnieniu wartości własnych. W pracy przedstawiono dowód poprawności algorytmu oraz przeanalizowano jego stabilność numeryczną. Dodatkowo zaprezentowano przykład zastosowania metody do kalibracji cyfrowego kompasu, ilustrując jej praktyczne możliwości. Przedstawione w pracy wyniki symulacji numerycznych potwierdzają skuteczność proponowanego podejścia oraz pozwalają na szczegółową analizę jego właściwości. Efektywność i przydatność opracowanego algorytmu zweryfikowano dodatkowo w eksperymencie przeprowadzonym w warunkach rzeczywistych.

Artykuł:

Measurement

Autorzy z PW:

Marek Wojciech Rupniewski

Rok wydania: