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《MEMS陀螺仪随机漂移误差滤波处理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第29卷第2期沈阳理工大学学报Vol.29No.22010年4月JOURNALOFSHENYANGLIGONGUNIVERSITYApri.2010文章编号:1003-1251(2010)02-0082-04MEMS陀螺仪随机漂移误差滤波处理研究12张德明,任波(沈阳理工大学,1.信息科学与工程学院;2.装备工程学院,辽宁沈阳110159)摘要:MEMS陀螺仪是一类新型惯性器件,具有体积小、成本低、重量轻、可靠性高等优点,但是精度较低、随机漂移误差比较大.从实际工程应用角度出发,针对MEMS陀螺仪的随机漂移误
2、差,首先进行实时均值滤波处理,然后基于随机序列时序分析法的基本原理,建立MEMS陀螺仪随机漂移误差的一阶AR模型,然后依据kalman滤波算法的马尔科夫特性,提出了对MEMS陀螺仪每次输出进行实时多次滤波处理的新方法.通过对具体测量数据进行处理,MEMS陀螺仪的随机漂移误差减小到原来的百分之二左右.关键词:MEMS陀螺仪;随机漂移误差;AR模型;kalman滤波中图分类号:TP212.1文献标识码:AResearchonMEMSGyroscopeRandomDriftFilteringZHANGDe2ming
3、,RENBo(ShenyangLigongUniversity,Shenyang110159,China)Abstract:MEMSgyroscopeisanewtypeofinertialsensorwithsmallsize,lowcost,lightweight,highreliabilityandsoon.However,itislessprecisewithrandomerrors.AimingatapplicationinpracticalengineeringanddealingwithMEMS
4、gyroscoperandomerrors,real2timeaveragefilteringisfirstprocessed,andthenthefirst2orderARmodelofMEMSgyro2scoperandomerrorisestablishedonthebasisofprinciplesoftimeseriesanalysisofrandomsequence.Finally,basedanMarkorpropertiesofkalmanfilteringalgorithm,anewmeth
5、odisproposedthateachoftheMEMSgyroscopeoutputismultiplereal2timefiltered.Throughthespecificmeasurementdataprocessing,MEMSgyroscoperandomerrorsarereducedtoa2bouttwopercentoftheoriginalone.Keywords:MEMSgyroscope;randomerror;ARmodel;kalmanfilte[1]近年来,作为惯性技术新兴的重
6、要研究领域,本导航系统中获得了越来越广泛的应用.MEMSMEMS陀螺仪以其高性能、小尺寸、低能耗、重量陀螺是采用微机械加工技术制造出来的微型角速轻、可靠性高等优点,获得了长足的发展,在低成度传感器.目前,硅微机械陀螺性能还比较低,只能接近或达到战术级导航水平.如何降低硅微陀收稿日期:2009-12-25螺的漂移误差,尤其是其中的随机漂移误差,成为作者简介:张德明(1985—),男,硕士研究生;通讯作者:任波提高硅微陀螺仪精度的关键.建立合适的硅微陀(1962—),男,教授,研究方向:自动控制,陀螺导航,图螺随
7、机漂移误差模型并对其进行补偿,是提高硅像处理与信息融合.第2期张德明等:MEMS陀螺仪随机漂移误差滤波处理研究83[223]微陀螺精度的一种有效办法.本文从实际工程陀螺仪的输出信息没有改变.应用角度出发,重点探讨了利用均值滤波算法以ADXRS150陀螺仪的原始输出数据与均值滤及根据kalman滤波算法的马尔科夫特性,利用波后数据的方差如表1所示.kalman滤波算法对MEMS陀螺仪随机漂移误差进表1原始输出数据与均值滤波处理后数据的方差行实时滤波处理的新方法.原始数据均值滤波后数据方差011468401020
8、6641MEMS陀螺仪输出数据的均值处通过表1可以看出方差大约减小到了原来的理十分之一,由此可见,经过实时均值滤波处理后在实际应用中,MEMS陀螺仪的数据输出频ADXRS150陀螺仪的随机误差得到了显著的抑率要大于系统对MEMS陀螺仪数据的使用频率,制.在每次使用陀螺仪数据的时间间隔内,MEMS陀2MEMS陀螺仪输出数据的平稳化螺仪实际上输出了多个数据,对数据进行实时均处理值处理后再使用可以提高精度
