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IMU内参标定(理论)

时间:2025/7/11 1:26:15来源:https://blog.csdn.net/Kenneth666888/article/details/139076243 浏览次数:0次

1、内参标定标定什么?

生产零偏、标度因数误差、安装误差

2、现象是什么?

零偏现象:即使没有任何运动或旋转,IMU传感器仍然会输出一个非零的信号。零偏是一个恒定的误差,导致测量值始终偏离实际值。对于加速度计,这会导致静止时测得非零的加速度;对于陀螺仪,这会导致测得一个不真实的角速度。
标度因数误差现象:标度因数误差使得传感器的输出与实际测量值之间存在比例偏差。即,传感器的输出不是精确的实际值乘以一个固定的比例常数。
安装误差现象:IMU中的传感器并没有完美地对准预期的坐标轴,而是存在一定的倾斜或旋转。这种误差导致测量方向偏离预期方向,使得不同轴之间出现耦合误差。

3、标定的理论依据?

零偏

静态测量:将IMU置于静止状态,在没有外部运动或旋转的情况下记录传感器输出数据。通过取一段时间内的平均值来确定零偏。
数据处理:记录的数据通过平均滤波等方法处理,得出零偏值,随后在实际测量中将其扣除。

标度因数

已知输入实验:使用标准参考设备(如精密旋转台或加速度台)为IMU提供已知的输入(如固定的角速度或加速度),然后记录IMU的输出。
线性拟合:将已知输入与传感器输出做线性拟合,确定实际的比例常数和误差。通过计算校正因子(实际值与测量值的比值),对传感器输出进行标定。

安装误差

多方向测量:将IMU分别在各个已知方向上进行多次测量,记录每个方向上的传感器输出数据。
误差矩阵计算:利用这些测量数据,通过数学建模计算出安装误差矩阵。这个矩阵可以表示为一个旋转矩阵或一个误差分布矩阵,用于在实际测量中校正方向误差。

4、标定方式

分立级标定:基于转台
迭代优化标定:不需要转台

5、内参误差模型

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