无人机惯性导航系统校准手册

📚 共计 30 章节

惯性导航系统概述

什么是INS · 无人机作用 · 加速度计与陀螺仪原理 · 优缺点分析

校准基础概念

为什么要校准 · 物理意义 · 校准与标定区别 · 周期与触发条件

传感器坐标系

Body Frame · Navigation Frame · ECEF · 坐标系转换基础

加速度计原理

MEMS工作原理 · 输出模型 · 零偏与刻度因子 · 误差源分析

陀螺仪原理

科里奥利效应 · 输出模型 · 零偏稳定性 · 角度随机游走

磁力计原理

霍尔/磁阻效应 · 输出模型 · 硬铁与软铁干扰 · 误差分析

校准前准备工作

环境要求 · 工具软件 · 无人机状态检查 · 安全注意事项

加速度计六位置法校准

六位置法原理 · 六个姿态操作 · 数据采集 · 参数计算

加速度计椭球拟合校准

椭球拟合原理 · 最小二乘法 · 参数求解 · 拟合评估

陀螺仪静态校准

静态采集 · 零偏计算 · Allan方差 · 噪声特性评估

陀螺仪速率校准

速率转台 · 多速率点采集 · 刻度因子 · 交叉耦合计算

磁力计椭球拟合校准

椭球模型 · 硬铁/软铁求解 · 校准流程 · 效果验证

磁力计现场校准

8字法/旋转法 · 操作技巧 · 地磁偏角修正 · 结果评估

温度补偿校准

温度对IMU影响 · 补偿模型 · 温箱实验 · 参数拟合验证

非线性误差校准

非线性模型 · 多项式拟合 · 补偿实现

非线性拟合

交叉轴耦合校准

耦合原理 · 矩阵模型 · 多姿态/速率 · 解耦验证

IMU内参校准流程

整体流程 · 数据采集 · 最小二乘/卡尔曼 · 评估指标

IMU外参校准

IMU与机体对齐 · 手动/自动标定 · 旋转矩阵 · 验证

视觉-惯性联合校准

时间同步 · 空间外参 · 联合优化 · 结果评估

GPS-INS组合导航校准

松/紧耦合 · 杆臂效应 · 时间延迟 · 初始化

在线校准方法

在线原理 · 卡尔曼滤波 · 对比离线 · 实现要点

校准数据质量分析

完整性检查 · 异常值检测 · 平滑滤波 · 质量指标

校准结果验证方法

静态/动态验证 · 精度指标 · 校准报告生成

常见校准问题与排查

失败原因 · 传感器异常 · 参数异常 · 故障排除

不同等级IMU校准差异

消费/工业/战术/导航级 · 精度与成本权衡

校准软件工具使用

imu_utils · Kalibr · 商业软件 · 自定义脚本

校准数据管理

存储规范 · 参数数据库 · 版本管理 · 数据追溯

管理数据库

校准标准与规范

ISO · RTCA DO-334 · 无人机行业 · 认证要求

校准案例实战

四旋翼/固定翼/无人车案例 · 经验总结

校准前沿技术

深度学习校准 · 自校准 · 多传感器融合 · 趋势