IMU误差模型和校准

 参考 https://www.cnblogs.com/buxiaoyi/p/7541974.html
https://blog.csdn.net/lixiaoweimashixiao/article/details/104561572?spm=1001.2101.3001.6650.5&utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7ECTRLIST%7ERate-5.pc_relevant_antiscanv2&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7ECTRLIST%7ERate-5.pc_relevant_antiscanv2&utm_relevant_index=10

目录

• IMU误差模型和校准
• 参考文献
  • 1 IMU的误差来源
    • 1.1 IMU噪声模型(Bias and Noise)
    • 1.2 IMU尺度因子
    • 1.3 IMU轴向误差
  • 2 IMU校准
    • 2.1 静态检测
    • 2.2 加速度计校准
    • 2.2.1 加速度的常规校准方法
      • 2.2.2 六面法校准加速度计
    • 2.3 陀螺仪校准
      • 2.3.1 Allan方差校准陀螺仪Bias
        • 1. 计算Allan方差
        • 2.拟合Allan方差曲线
        • 3.计算各部分噪声参数
    • 2.3.2 优化方式求解尺度因子及轴偏差

参考文献

1 Tedaldi D, Pretto A, Menegatti E. A robust and easy to implement method for IMU calibration without external equipments[J]. 2014:3042-3049.
2 https://github.com/ethz-asl/kalibr
3 Allan Variance: Noise Analysis for Gyroscopes
4 厉宽宽, 陈允芳, 程敏,等. MEMS-IMU随机误差的Allan方差分析[J]. 全球定位系统, 2016,41(6):102-106.
5 Bitbuckethttps://bitbucket.org/alberto_pretto/imu_tk

1 IMU的误差来源

  IMU的误差来主要来自于三部分，包括噪声(Bias and Noise)、尺度因子(Scale errors)和轴偏差(Axis misalignments)。加速度计和陀螺仪的测量模型可以用式(1.1)和式(1.2)表达。

  其中上标a表示加速度计，g 表示陀螺仪，B表示正交的参考坐标系，S 表示非正交的选准坐标系。T表示轴偏差的变换矩阵，K表示尺度因子，aS,wS表示真值，b,ν 分别表示Bias和白噪声。
  下面就这三部分的误差的具体来源进行简要的说明。

1.1 IMU噪声模型(Bias and Noise)

  这里对IMU的噪声模型进行重新的定义，去除其误差模型中的轴偏差和尺度因子，可以将IMU的噪声模型写为，

其中 n(t) 表示高斯白噪声，b(t)表示随机游走噪声。下面就这两种噪声的具体形式和来源展开说明。 

1. 高斯白噪声
     服从高斯分布的一种白噪声，其一阶矩为常数，二阶距随时间会发生变化。一般来说这种噪声是由AD转换器引起的一种外部噪声。因为连续的高斯白噪声服从如下条件(参考An Introduction to Stochastic PDEs中Example 3.56 (White noise) )，