Đơn vị đo quán tính (IMU) là thành phần cốt lõi của hệ thống dẫn đường quán tính, độ chính xác đo lường của nó trực tiếp quyết định hiệu suất tổng thể của hệ thống dẫn đường. Việc hiệu chuẩn hai chiều của IMU chủ yếu được hiệu chuẩn cho các tham số lỗi của gia tốc kế và con quay trong mặt phẳng ngang (thường là sự kết hợp của độ cao-quay ngang hoặc phương hướng- độ cao), và bàn xoay hai trục trở thành thiết bị cốt lõi để thực hiện hiệu chuẩn này với khả năng định vị góc độ chính xác cao và điều khiển tư thế. Bài viết này dựa trên các tiêu chuẩn công nghiệp và thực tiễn kỹ thuật, trình bày chi tiết toàn bộ quá trình hiệu chuẩn hai chiều của IMU bằng cách sử dụng bàn xoay hai trục, bao gồm bốn liên kết chính của chuẩn bị trước khi hiệu chuẩn, quy trình hiệu chuẩn cốt lõi, xử lý dữ liệu và xác minh, công việc kết thúc, đảm bảo quy trình hiệu chuẩn, khả năng lặp lại và độ tin cậy của kết quả hiệu chuẩn.

I. Chuẩn bị trước khi tiêu chuẩn

Chuẩn bị trước khi hiệu chuẩn là cơ sở để đảm bảo độ chính xác của hiệu chuẩn, cần được triển khai từ bốn khía cạnh: lựa chọn và kiểm tra thiết bị, kiểm soát điều kiện môi trường, lắp đặt và gỡ lỗi IMU, xây dựng hệ thống phần mềm, đảm bảo các liên kết đáp ứng yêu cầu hiệu chuẩn.

(a) Lựa chọn và kiểm tra thiết bị

1.& nbsp; Lựa chọn bàn xoay hai trục: Tùy thuộc vào mức độ chính xác của IMU và yêu cầu hiệu chuẩn, chọn bàn xoay hai trục đáp ứng yêu cầu về độ chính xác vị trí góc, độ ổn định tốc độ góc và độ dọc của hệ thống trục.Đối với IMU có độ chính xác trung bình và cao (ví dụ như lớp điều hướng), độ chính xác vị trí góc của bàn xoay nên tốt hơn 10 ′′, độ dọc của trục tốt hơn 5 ′′; Đối với IMU cấp tiêu dùng, độ chính xác của bàn xoay có thể được giảm thích hợp (độ chính xác vị trí góc ≤30 ′′).Đồng thời, bàn xoay cần hỗ trợ định vị tĩnh và chế độ đầu ra tốc độ động, đáp ứng nhu cầu hiệu chuẩn của gia tốc kế không lệch, hệ số quy mô và hệ số quy mô không lệch, hệ số quy mô của con quay.

2.& & nbsp; Kiểm tra thiết bị phụ trợ: Chuẩn bị nguồn cung cấp chính xác cao (tính ổn định điện áp đầu ra ≤0.1%) để cung cấp điện cho IMU, đảm bảo sự dao động điện áp cung cấp sẽ không giới thiệu lỗi đo; Sử dụng thẻ thu thập dữ liệu (tốc độ lấy mẫu ≥100Hz, độ phân giải ≥16 bit) để thu thập gia tốc, tín hiệu tốc độ góc và tín hiệu phản hồi vị trí góc / tốc độ góc của bàn xoay; Kiểm tra hệ thống điều khiển servo hỗ trợ của bàn xoay để đảm bảo trục quay trơn tru, không mất bước hoặc rung động. Ngoài ra, cần chuẩn bị các công cụ như máy đo ngang, chìa khoá mô-men xoắn để hiệu chuẩn và cố định mức sau khi lắp đặt IMU.

3.& & nbsp; Xác minh hiệu chuẩn thiết bị: thực hiện hiệu chuẩn trước cho bàn xoay hai trục, xác minh các chỉ số kỹ thuật như vị trí góc, độ chính xác tốc độ góc và độ dọc của hệ thống trục.Đo giá trị thực tế của các trục của bàn xoay ở các vị trí góc khác nhau và độ lệch của giá trị hướng dẫn, đảm bảo độ lệch trong phạm vi cho phép; kiểm tra mặt cơ sở ngang của bàn xoay, đảm bảo độ ngang của mặt cơ sở tốt hơn 5 ".Đồng thời, IMU được sưởi ấm, ghi lại trạng thái đầu ra ban đầu của nó và loại bỏ sự cố ban đầu của thiết bị.

(2) Kiểm soát điều kiện môi trường;

1.& Kiểm soát nhiệt độ: các thông số lỗi của IMU bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ, nhiệt độ môi trường tiêu chuẩn nên được kiểm soát ở (20 ± 2) °C, và tốc độ thay đổi nhiệt độ ≤0.5 °C / h. Nó có thể được thực hiện bằng phòng thí nghiệm nhiệt độ không đổi hoặc hệ thống điều khiển nhiệt độ để đảm bảo nhiệt độ ổn định trong quá trình hiệu chuẩn và giảm ảnh hưởng của sự trôi dạt nhiệt độ đối với kết quả hiệu chuẩn.

2.& & Kiểm soát rung và nhiễu: môi trường hiệu chuẩn cần phải tránh xa nguồn rung (như máy công cụ, quạt, xe hạng nặng, vv), mặt đất nên áp dụng các biện pháp cách rung (như xây dựng nền tảng cách rung hoặc lắp đặt đệm cách rung) để đảm bảo gia tốc rung môi trường ≤0,01g.Đồng thời, tránh nhiễu điện từ mạnh, đặt bàn xoay, IMU và thiết bị thu thập dữ liệu vào đất (điện trở nối đất ≤4Ω), giảm nhiễu điện từ đối với tín hiệu đầu ra của IMU.

3.& & Kiểm soát độ ẩm và áp suất khí: Đối với IMU phụ thuộc vào hiệu chuẩn hỗ trợ áp suất khí (như IMU kết hợp với một số máy đo áp suất khí), áp suất khí môi trường nên ổn định ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn (101,325kPa ± 1kPa), độ ẩm tương đối được kiểm soát ở mức 40% ~ 60%, tránh sự thay đổi độ ẩm dẫn đến ẩm hoặc giảm hiệu suất cách nhiệt của mạch bên trong IMU.

Cài đặt và Debugging IMU

1.& nbsp; Lắp đặt cơ khí: Cố định IMU trên bàn làm việc của bàn xoay hai trục bằng kẹp đặc biệt, đảm bảo trục nhạy cảm của IMU được căn chỉnh với trục tọa độ của bàn xoay. Thông thường, trục X của IMU được yêu cầu song song với trục quay của trục trong (hoặc trục ngoài) của bàn xoay và trục Z vuông góc với mặt phẳng bàn xoay (tức là theo hướng trọng lực). Sử dụng chìa khóa mô-men xoắn để cố định kẹp theo mô-men xoắn quy định, tránh lắp đặt quá lỏng dẫn đến dịch chuyển IMU trong quá trình hiệu chuẩn hoặc quá chặt dẫn đến biến dạng cấu trúc IMU.

2.& & nbsp; Hiệu chỉnh trục: Sử dụng máy cân bằng và máy định vị laser để hiệu chỉnh độ chính xác của trục của IMU và bàn xoay.Đầu tiên điều chỉnh bàn xoay sang trạng thái ngang, đảm bảo trục Z của IMU song song với hướng trọng lực; sau đó bằng cách xoay bàn xoay, xác minh độ song song của trục nhạy cảm IMU và trục quay của bàn xoay, sai số song song phải ≤5 ". Nếu độ chính xác căn chỉnh không đáp ứng yêu cầu, bạn cần điều chỉnh vị trí kẹp và lặp lại hiệu chuẩn cho đến khi phù hợp với tiêu chuẩn.

3.& & nbsp; Kết nối điện và điều chỉnh: Kết nối IMU với nguồn cung cấp điện, thẻ thu thập dữ liệu, đảm bảo dây điện vững chắc, tiếp xúc tốt, tránh kết nối giả dẫn đến mất tín hiệu hoặc biến dạng. IMU được sưởi ấm bằng điện, thời gian sưởi ấm được xác định dựa trên loại IMU (IMU cấp điều hướng thường cần sưởi ấm 30 ~ 60 phút, IMU cấp tiêu dùng cần sưởi ấm 10 ~ 20 phút), để nhiệt độ bên trong IMU đạt được trạng thái ổn định. Trong quá trình sưởi ấm, giám sát sự ổn định của tín hiệu đầu ra IMU, nếu xuất hiện các tình huống bất thường như nhảy tín hiệu, tiếng ồn quá lớn, cần phải kiểm tra dây điện hoặc lỗi thiết bị.

(4) Thiết lập hệ thống phần mềm

1.& nbsp; Cấu hình phần mềm điều khiển: Cài đặt phần mềm điều khiển bàn xoay hai trục, cấu hình các thông số trục của bàn xoay (ví dụ như đường kính trục, tỷ lệ truyền động), chế độ điều khiển (tĩnh / động), vị trí góc / cài đặt tốc độ góc, v.v.Đồng thời, thiết lập điều kiện kích hoạt thu thập dữ liệu để đảm bảo tư thế bàn xoay ổn định trước khi bắt đầu thu thập dữ liệu, tránh nhiễu tín hiệu trong quá trình chuyển tiếp.

2.& & nbsp; Debugging phần mềm thu thập dữ liệu: Debugging phần mềm thu thập dữ liệu, thiết lập tỷ lệ lấy mẫu, thời gian lấy mẫu, định dạng lưu trữ dữ liệu (ví dụ như CSV, tệp MAT) và các tham số khác. Thiết lập cơ chế thu thập đồng bộ giữa tín hiệu đầu ra IMU và tín hiệu phản hồi của bàn xoay, đảm bảo dấu thời gian của cả hai được căn chỉnh, với lỗi ≤ 1ms. Thông qua thử nghiệm thu thập mô phỏng, xác minh tính toàn vẹn và chính xác của việc thu thập dữ liệu, kiểm tra các vấn đề như mất dữ liệu, trễ.

3.& & nbsp; triển khai thuật toán hiệu chuẩn: dựa trên nhu cầu hiệu chuẩn (ví dụ như hiệu chuẩn gia tốc kế / hệ số quy mô bằng không, hiệu chuẩn hệ số quy mô bằng không của con quay), triển khai thuật toán hiệu chuẩn tương ứng (ví dụ như phương pháp bình phương nhỏ nhất, phương pháp lọc Kalman). Thực hiện các thiết lập khởi tạo cho các tham số của thuật toán, chẳng hạn như số lần lặp lại, ngưỡng thu hẹp, vv, đảm bảo thuật toán có thể giải quyết chính xác các tham số lỗi của IMU.

II. Quy trình hiệu chuẩn cốt lõi

Quá trình hiệu chuẩn cốt lõi được triển khai xung quanh hai bộ phận cốt lõi của máy đo gia tốc và con quay của IMU, dựa trên khả năng định vị tĩnh và điều khiển tốc độ động của bàn xoay hai trục, theo từng bước hoàn thành hiệu chuẩn tham số lỗi theo hướng hai chiều. Quá trình này lấy "tốc độn - cuộn" hai chiều hiệu chuẩn làm ví dụ, bao gồm ba bước quan trọng của máy đo gia tốc tĩnh, máy quay lượn tĩnh không lệch hiệu chuẩn, máy quay lượn tốc độ động hiệu chuẩn.

(a) Kiểm định tĩnh của gia tốc kế

Mục đích của việc hiệu chuẩn tĩnh của gia tốc kế là để giải quyết hệ số quy mô bằng không của nó, sử dụng sự chiếu của gia tốc trọng lực ở các tư thế khác nhau làm đầu vào tham chiếu, thiết lập mô hình lỗi và giải quyết các tham số bằng cách đo tín hiệu gia tốc từ đầu ra của IMU.

1.& Này, chúng tôi sẽ làm điều này. Lập kế hoạch tư thế hiệu chuẩn: Lập kế hoạch cho 6 tư thế tĩnh điển hình dựa trên hướng hai chiều nhấp ngang - cuộn ngang (Đảm bảo gia tốc trọng lực có thể bao phủ toàn bộ hướng trục nhạy cảm X, Y và Z của gia tốc kế), tư thế cụ thể như sau: 1 độ nghiêng 0 °, lăn ngang 0 ° (Trục Z đi theo hướng trọng lực); 2 độ cao 0 °, lăn ngang 180 ° (trục Z ngược theo hướng trọng lực); 3 độ cao 90 °, lăn ngang 0 ° (trục X đi theo hướng trọng lực); 4 độ cao 90 °, lăn ngang 180 ° (trục X ngược theo hướng trọng lực); 5 độ cao 0 °, lăn ngang 90 ° (trục Y đi theo hướng trọng lực); 6 độ cao 0 °, lăn ngang 270 ° (trục Y ngược theo hướng trọng lực).

2.& &Điều chỉnh tư thế và ổn định: thông qua phần mềm điều khiển bàn xoay hai trục, các hướng dẫn vị trí góc của các tư thế được gửi lần lượt, bàn xoay lái IMU quay sang tư thế mục tiêu, giữ ổn định tĩnh. Thời gian ổn định của mỗi tư thế là ≥30s, đảm bảo tín hiệu gia tốc của đầu ra IMU ổn định (biên độ dao động tín hiệu ≤ 0,001g). Trong quá trình ổn định, tín hiệu phản hồi vị trí góc của bàn xoay được theo dõi theo thời gian thực, nếu sai lệch tư thế vượt quá phạm vi cho phép (≤5"), bàn xoay tự động điều chỉnh bù đắp.

3.& & Thu thập dữ liệu và ghi lại: sau khi mỗi tư thế ổn định, bắt đầu phần mềm thu thập dữ liệu, thu thập tín hiệu gia tốc trục X, Y và Z của IMU, thời gian lấy mẫu ≥10s, tốc độ lấy mẫu ≥100Hz.Đồng thời ghi lại vị trí góc thực tế của bàn xoay (góc độ cao θ, góc lăn φ) để tính toán giá trị chiếu của gia tốc trọng lực trên các trục nhạy cảm (nhập tham chiếu). Dữ liệu thu thập được sẽ được lưu trữ theo phân loại tư thế, với thông tin tư thế rõ ràng và dấu thời gian.

4. & & nbsp; Thiết lập mô hình lỗi và giải quyết tham số: Thiết lập mô hình lỗi của gia tốc kế, bỏ qua lỗi ghép chéo (có thể được đơn giản hóa trong hiệu chuẩn hai chiều), mô hình lỗi như sau:

a = K(a + b) （i=X,Y,Z）

Trong đó, a là gia tốc trục i của đầu ra IMU, K là hệ số quy mô trục i, a là gia tốc tham chiếu của trục i (tự chiếu gia tốc trọng lực) và b là độ lệch bằng không của trục i. Dựa trên gia tốc tham chiếu a (tính được từ θ, φ, ví dụ: gia tốc tham chiếu trục Z a = g·cosθ·cosφ, gia tốc tham chiếu trục X a = g·sinθ, gia tốc tham chiếu trục Y a = g·sinφ·cosθ, g là gia tốc trọng lực, lấy 9,80665m/s2) và a tương ứng, K và b được giải bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất.

(ii) Hiệu chỉnh tĩnh không lệch của máy quay quay

Độ lệch bằng không tĩnh của con quay là độ lệch đầu ra của con quay khi không có tốc độ góc đầu vào, cần phải được giải quyết bằng cách thu thập dữ liệu trong thời gian dài trong trạng thái tĩnh của IMU.

(iii) Tốc độ động của máy quay quay quay

Mục đích của hiệu chuẩn tốc độ động của con quay là để giải quyết hệ số quy mô của nó, sử dụng tốc độ góc đã biết của đầu ra bàn xoay hai trục làm đầu vào tham chiếu, bằng cách đo tín hiệu đầu ra của con quay, thiết lập mô hình lỗi và giải quyết hệ số quy mô.

1.& nbsp; Lựa chọn tư thế hiệu chuẩn: Chọn tư thế ngang của độ nghiêng 0 °, lăn ngang 0 °, tại thời điểm này IMU không có đầu vào tốc độ góc, đầu ra của con quay chỉ chứa không lệch và tiếng ồn.Ở tư thế này, bàn xoay không cần phải xoay, giữ mức độ của sân khấu ổn định là được.

2.& & Thu thập dữ liệu thời gian dài: khởi động phần mềm thu thập dữ liệu, thu thập tín hiệu đầu ra của trục X, Y và Z của con quay, thời gian lấy mẫu ≥60 phút, tốc độ lấy mẫu ≥100Hz. Trong quá trình thu thập, liên tục theo dõi nhiệt độ môi trường và tư thế của bàn xoay, đảm bảo nhiệt độ ổn định (biến động ≤0.2 °C), tư thế không trôi (chệch lệch ≤5′′), tránh các yếu tố bên ngoài đưa ra lỗi bổ sung.

3.& & nbsp; Tính toán lệch bằng không: xử lý trước dữ liệu đầu ra của con quay được thu thập, loại bỏ các giá trị bất thường (dùng tiêu chuẩn 3σ), sau đó tính giá trị trung bình của tín hiệu đầu ra của các trục, giá trị trung bình này là lệch bằng không tĩnh của con quay (i = X, Y, Z).Đồng thời, tính toán độ lệch chuẩn của dữ liệu, đánh giá mức độ nhiễu của con quay, nếu độ lệch chuẩn quá lớn (vượt quá yêu cầu của chỉ số kỹ thuật IMU), cần khắc phục sự cố thiết bị hoặc nhiễu môi trường.

4. & & Lập kế hoạch điểm tốc độ: Dựa trên phạm vi của IMU và kịch bản ứng dụng thực tế, lập kế hoạch điểm tốc độ năng động của hai chiều ngang và ngang. Mỗi chiều chọn 5 đến 7 điểm tốc độ, bao gồm tốc độ về phía trước và ngược (ví dụ: -100 ° / s, -50 ° / s, 0 ° / s, 50 ° / s, 100 ° / s), trong đó điểm tốc độ 0 ° / s được sử dụng để xác minh sự nhất quán của sự lệch bằng không tĩnh. Lựa chọn điểm tốc độ phải đảm bảo không vượt quá phạm vi của IMU và bàn xoay có thể ổn định tốc độ (sự ổn định tốc độ ≤0.1 ° / s).

5.& & nbsp; Tốc độ đầu ra và ổn định: thông qua phần mềm điều khiển bàn xoay hai trục, lần lượt gửi các hướng dẫn của các điểm tốc độ trong chiều ngang, chiều ngang. Sau khi bàn xoay lái IMU quay đến tốc độ mục tiêu, nó duy trì ổn định động, thời gian ổn định ≥20s. Trong quá trình ổn định, tín hiệu phản hồi tốc độ góc của bàn xoay được giám sát theo thời gian thực, nếu lệch tốc độ vượt quá phạm vi cho phép (≤0.5 ° / s), bàn xoay tự động bù tốc độ.

6. & & Thu thập dữ liệu và ghi lại: sau khi mỗi điểm tốc độ ổn định, bắt đầu phần mềm thu thập dữ liệu, thu thập tín hiệu đầu ra của trục nhạy cảm tương ứng của con quay (ví dụ như thu thập đầu ra của con quay trục X khi chiều ngang quay, thu thập đầu ra của con quay trục Y khi chiều ngang quay), thời gian lấy mẫu ≥10s, tốc độ lấy mẫu ≥100Hz.Đồng thời ghi lại tốc độ góc thực tế của bàn xoay (tham khảo đầu vào omega), dữ liệu được lưu trữ theo điểm tốc độ và phân loại chiều.

7.& & nbsp; Thiết lập mô hình lỗi và giải quyết các tham số: Thiết lập mô hình lỗi tốc độ của con quay, bỏ qua lỗi ghép chéo, mô hình như sau:

ω = K(ω + b) （i=X,Y）

Trong đó, ω là tốc độ góc đầu ra của trục i của con quay, K là hệ số quy mô trục i, ω là tốc độ góc tham chiếu trục i (tốc độ đầu ra thực tế của bàn xoay), và b là trục i tĩnh bằng không (đã được giải quyết trong hiệu chuẩn tĩnh).Đặt omega của từng điểm tốc độ và omega tương ứng vào mô hình, sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu để giải K.

III. Xử lý và xác minh dữ liệu

Xử lý dữ liệu và xác minh là các liên kết quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của kết quả hiệu chuẩn, cần xử lý trước dữ liệu thô thu thập, giải quyết các thông số lỗi sau khi phân tích dư thừa, xác minh lặp lại và xác minh độ chính xác, nếu xác minh không vượt qua, cần phải quay trở lại quy trình hiệu chuẩn cốt lõi để hiệu chuẩn lại.

1.& Loại bỏ ngoại lệ: Sử dụng tiêu chí 3σ hoặc tiêu chí Grabbs để phát hiện và loại bỏ ngoại lệ đối với dữ liệu thô (tín hiệu gia tốc, tốc độ góc).Đối với tiêu chuẩn 3σ, tính toán giá trị trung bình μ và sai lệch chuẩn σ của dữ liệu, các dữ liệu vượt quá phạm vi [μ-3σ, μ + 3σ] sẽ được đánh giá là giá trị bất thường, thay thế hoặc loại bỏ trực tiếp bằng nội suy của dữ liệu lân cận.

2.& & Nbsp; xử lý lọc: xử lý trước dữ liệu thô để lọc thông thấp, loại bỏ nhiễu tần số cao. Chọn bộ lọc thông thấp Butterworth, tần số cắt được xác định dựa trên băng thông IMU (thường là 1/5 ~ 1/3 băng thông IMU), tránh quá bộ lọc dẫn đến biến dạng tín hiệu.   Dữ liệu được lọc được sử dụng để giải các tham số lỗi sau đó.

3.& & nbsp; Dữ liệu căn chỉnh đồng bộ: Đối với độ lệch dấu thời gian giữa tín hiệu đầu ra IMU và tín hiệu phản hồi của bàn xoay, phương pháp nội gián tuyến tính được sử dụng để tiến hành căn chỉnh đồng bộ.Đảm bảo rằng mỗi bộ dữ liệu đầu ra IMU có thể tương ứng với tư thế hoặc trạng thái tốc độ chính xác của bàn xoay, với lỗi đồng bộ ≤ 1ms.

4. & & nbsp; Tối ưu hóa giải pháp tham số: thay thế dữ liệu sau khi xử lý trước vào mô hình lỗi của máy đo gia tốc và con quay, sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu để giải quyết các tham số lỗi như lệch bằng không, hệ số quy mô.Đối với các kịch bản phức tạp, phương pháp lọc Kalman có thể được sử dụng để tối ưu hóa kết quả giải quyết các tham số, nâng cao độ chính xác và ổn định của ước tính các tham số.

5.& & Phân tích dư lượng: Tính dư lượng giữa các giá trị quan sát ( đầu ra IMU) và các dự đoán của mô hình ở từng điểm định vị / tốc độ được hiệu chuẩn, và dư lượng phản ánh độ chính xác phù hợp của mô hình lỗi. Nếu giá trị trung bình của chênh lệch gần 0, và độ lệch chuẩn nhỏ (chệch chuẩn của chênh lệch dư gia tốc ≤0.002g, chênh lệch chuẩn của chênh lệch dư tốc độ góc ≤0.1°/s), hiệu quả phù hợp của mô hình là tốt; nếu chênh lệch quá lớn hoặc có xu hướng rõ ràng, cần kiểm tra lại mô hình lỗi (ví dụ như xem xét lỗi ghép chéo) hoặc tính hiệu quả của dữ liệu hiệu chuẩn.

6. & & Xác minh lặp lại: Trong điều kiện môi trường tương tự và quy trình hiệu chuẩn, lặp lại 3 thí nghiệm hiệu chuẩn hoàn chỉnh để giải quyết các thông số sai số của mỗi lần hiệu chuẩn. Tính toán hệ số biến đổi của 3 tham số (tỷ lệ lệch chuẩn và giá trị trung bình), nếu hệ số biến đổi ≤1%, kết quả hiệu chuẩn có khả năng lặp lại tốt; nếu hệ số biến đổi quá lớn, cần phải kiểm tra sự ổn định của thiết bị, nhiễu môi trường và các vấn đề khác, để hiệu chuẩn lại.

7.& & nbsp; Xác minh chính xác: Chọn điểm tư thế / tốc độ không tham gia hiệu chuẩn làm điểm xác minh, thay thế các tham số lỗi sau khi hiệu chuẩn vào mô hình lỗi, bồi thường đầu ra IMU, tính toán sai số đầu ra IMU và đầu vào tham chiếu sau khi được bồi thường. Nếu lỗi sau khi bù đáp ứng yêu cầu của chỉ số kỹ thuật IMU (ví dụ: lỗi đo gia tốc ≤0.01g, lỗi đo tốc độ góc ≤0.5° / s), độ chính xác của hiệu chuẩn đạt tiêu chuẩn; nếu lỗi không đạt tiêu chuẩn, cần tối ưu hóa lại quy trình hiệu chuẩn (ví dụ: tăng điểm tư thế / tốc độ hiệu chuẩn, điều chỉnh mô hình lỗi) và hiệu chuẩn một lần nữa.

8.& & Kiểm tra ổn định nhiệt độ (tùy chọn): Nếu IMU cần hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng, thử nghiệm hiệu chuẩn có thể được lặp lại ở các điểm nhiệt độ khác nhau (như -10 °C, 0 °C, 20 °C, 40 °C, 60 °C) để xác minh các thông số lỗi thay đổi theo quy luật nhiệt độ. Thiết lập mô hình bù nhiệt độ cho các thông số lỗi để cải thiện độ chính xác đo lường của IMU trong môi trường nhiệt độ khác nhau

9.& & Lưu trữ phân loại dữ liệu: dữ liệu thô sau khi xử lý trước, kết quả giải quyết tham số lỗi, báo cáo phân tích dư lượng, kết quả xác minh, vv được phân loại theo ngày hiệu chuẩn, số IMU, điều kiện môi trường hiệu chuẩn.Định dạng lưu trữ dữ liệu sử dụng các định dạng phổ biến (như CSV, MAT, PDF) để đảm bảo khả năng đọc và truy xuất nguồn dữ liệu.

10.& nbsp; Sao lưu dữ liệu: Sao lưu dữ liệu lưu trữ nhiều lần (ví dụ: ổ cứng cục bộ, lưu trữ đám mây) để tránh mất dữ liệu. Dữ liệu sao lưu cần được ghi rõ tên tệp và tài liệu mô tả, rõ ràng đối tượng, quy trình và điều kiện chuẩn hóa tương ứng của dữ liệu.

IV. Kết thúc công việc

Công việc kết thúc chủ yếu bao gồm lưu trữ dữ liệu hiệu chuẩn, phục hồi và bảo trì thiết bị, soạn thảo báo cáo hiệu chuẩn, đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc của quá trình hiệu chuẩn, cung cấp cơ sở cho việc sử dụng và bảo trì IMU tiếp theo. Báo cáo hiệu chuẩn là bản tóm tắt của công việc hiệu chuẩn, cần ghi lại toàn diện và chính xác quá trình và kết quả hiệu chuẩn, chủ yếu bao gồm các nội dung sau:

1.& nbsp; Thiết bị ngừng hoạt động và tháo dỡ: sau khi hoàn thành hiệu chuẩn, tắt nguồn điện của bàn xoay hai trục, IMU và thiết bị thu thập dữ liệu, tháo dỡ kết nối IMU và kẹp theo thứ tự, lấy IMU ra. Tránh va chạm, rung động trong quá trình tháo dỡ và bảo vệ các bộ phận nhạy cảm của IMU.

2.& & nbsp; Thiết bị làm sạch và bảo trì: làm sạch bàn làm việc, trục và kẹp của bàn xoay hai trục, loại bỏ bụi và tạp chất; thực hiện kiểm tra ngoại hình của IMU, đảm bảo không có thiệt hại, cổng dây sạch sẽ. Ghi lại tình trạng sử dụng và bảo trì của thiết bị, cung cấp cơ sở cho việc hiệu chuẩn thường xuyên của thiết bị.

3.& & Phục hồi thông số thiết bị: khôi phục các thông số của bàn xoay hai trục và thiết bị thu thập dữ liệu về trạng thái mặc định, tắt phần mềm điều khiển và phần mềm thu thập, đảm bảo thiết bị ở trạng thái chờ đợi an toàn.

4. & & nbsp; Báo cáo hiệu chuẩn bao gồm:

(1) Thông tin đối tượng hiệu chuẩn: mô hình IMU, số, nhà sản xuất, chỉ số kỹ thuật;

(2) Thông tin thiết bị hiệu chuẩn: mô hình bàn xoay hai trục, cấp độ chính xác, mô hình thiết bị thu thập dữ liệu, thông số lấy mẫu, danh sách thiết bị phụ trợ;

(3) Tiêu chuẩn điều kiện môi trường: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí, rung động;

(4) Mô tả quy trình hiệu chuẩn: lập kế hoạch điểm chuẩn thái độ / tốc độ, tham số thu thập dữ liệu, mô hình lỗi, thuật toán giải quyết;

(5) Kết quả hiệu chuẩn: độ lệch bằng không của gia tốc kế, hệ số quy mô, độ lệch bằng không của con quay, hệ số quy mô, kết quả phân tích dư thừa, kết quả xác minh lặp lại, kết quả xác minh chính xác;

(6) Kết luận và đề xuất: kết quả hiệu chuẩn có đạt tiêu chuẩn hay không, khuyến nghị sử dụng IMU (ví dụ như bù nhiệt độ, chu kỳ hiệu chuẩn lại định kỳ), khuyến nghị bảo trì thiết bị.

V. Các vấn đề cần chú tâm

Tóm lại, quy trình tiêu chuẩn của hiệu chuẩn hai chiều IMU bằng cách sử dụng bàn xoay hai trục cần tuân thủ nghiêm ngặt thứ tự logic của "Chuẩn bị trước khi hiệu chuẩn - hiệu chuẩn cốt lõi - Xử lý dữ liệu và xác minh - Công việc kết thúc", tập trung vào các liên kết quan trọng như độ chính xác của thiết bị, điều khiển môi trường, căn chỉnh trục, đồng bộ hóa dữ liệu. Thông qua quy trình hiệu chuẩn chuẩn và các phương tiện xác minh nghiêm ngặt, các thông số lỗi của IMU có thể được giải quyết chính xác, cải thiện đáng kể độ chính xác đo lường của nó và cung cấp bảo đảm cho hoạt động đáng tin cậy của hệ thống dẫn đường quán tính.

1.& Trong quá trình hiệu chuẩn, nếu xuất hiện sự trôi dạt tư thế của bàn xoay, tín hiệu đầu ra bất thường của IMU, bạn cần dừng hiệu chuẩn ngay lập tức, sau khi kiểm tra sự cố và bắt đầu lại để tránh sản xuất dữ liệu hiệu chuẩn không hợp lệ;

2.& & Thời gian làm nóng của IMU phải tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật, không làm nóng đầy đủ sẽ dẫn đến sự không ổn định của các thông số lỗi và ảnh hưởng đến độ chính xác của hiệu chuẩn;

3.& & nbsp; Độ chính xác của hệ thống trục của bàn xoay hai trục ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả hiệu chuẩn, cần phải thường xuyên hiệu chuẩn bàn xoay để đảm bảo độ chính xác của hệ thống trục phù hợp với yêu cầu;

4. & & nbsp; nhiệt độ, rung động, nhiễu điện từ và các yếu tố khác của môi trường tiêu chuẩn ảnh hưởng đáng kể đến đầu ra của IMU, điều kiện môi trường cần được kiểm soát nghiêm ngặt, nếu cần thiết, áp dụng các biện pháp cách ly và che chắn;

5.& & nbsp; Báo cáo hiệu chuẩn cần được kiểm toán bởi các chuyên gia, đảm bảo tính chính xác và chuẩn mực của nội dung báo cáo, sau khi kiểm toán thông qua lưu trữ.