加速度计六面校准与误差消除技术

📚 共计 30 章节
01
加速度计基础
什么是加速度计、工作原理(电容式/压电式)、关键性能指标(量程、灵敏度、零偏、噪声)
原理指标
02
误差来源分析
零偏误差、比例因子误差、交叉轴耦合、非线性误差、温度漂移、安装误差
误差漂移
03
六面校准原理
为什么要六面?地球重力作为参考、六面校准的数学模型(12参数模型)
重力参考12参数
04
校准设备与工装
水平台、分度头、六面体夹具、温控箱
工装温控
05
数据采集策略
采样频率选择、滤波预处理、静态数据采集、剔除粗大误差
滤波预处理
06
最小二乘法拟合
线性最小二乘、加权最小二乘、奇异值分解(SVD)求解
SVD拟合
07
零偏与比例因子校准
六位置法计算零偏和比例因子、公式推导
六位置比例因子
08
交叉轴耦合校准
耦合矩阵的物理意义、九位置法校准流程
耦合矩阵九位置
09
非线性误差补偿
多项式拟合、分段线性插值、查找表法
插值查找表
10
温度补偿模型
温度与零偏的关系、温度与比例因子的关系、多项式温度补偿
温度漂移补偿
11
安装误差校准
敏感轴对准、正交性误差、旋转矩阵校准
正交性旋转矩阵
12
校准流程标准化
校准步骤SOP、数据记录规范、校准报告模板
SOP报告
13
MATLAB校准工具箱
数据导入、预处理、参数估计、残差分析
MATLAB残差
14
Python校准实现
NumPy/SciPy实现最小二乘、Pandas数据处理、Matplotlib可视化
PythonNumPy
15
嵌入式实时校准
STM32平台实现、定点数运算、在线校准算法
STM32定点数
16
卡尔曼滤波在校准中的应用
状态向量设计、观测方程、噪声协方差调参
卡尔曼协方差
17
艾伦方差分析
艾伦方差定义、噪声类型识别(量化噪声、角度随机游走、零偏不稳定性)
艾伦方差噪声
18
多位置校准法
12位置法、24位置法、全姿态校准
多位置全姿态
19
转台校准技术
速率转台、位置转台、多轴转台校准流程
转台速率
20
现场校准方法
无需转台的快速校准、基于运动约束的校准
现场快速
21
校准精度评估
残差分析、重复性测试、复现性测试、不确定度评定
重复性不确定度
22
误差补偿算法实现
硬件补偿(寄存器配置)、软件补偿(后处理)
寄存器后处理
23
加速度计与陀螺仪联合校准
IMU整体校准、杆臂效应补偿
IMU杆臂
24
振动环境下的校准
振动台校准、频谱分析、抗混叠滤波
振动频谱
25
高精度校准案例
航空级加速度计校准、导航级IMU校准流程
航空级导航
26
消费级加速度计校准
手机加速度计校准、游戏手柄校准、低成本方案
消费电子低成本
27
校准软件架构设计
上位机软件设计、数据库存储、校准流程自动化
架构自动化
28
校准数据可视化
散点图、残差图、温度曲线、艾伦方差图
可视化残差图
29
校准标准与规范
IEEE标准、ISO标准、国军标(GJB)相关要求
标准GJB
30
未来趋势
AI辅助校准、自校准技术、芯片级校准、数字孪生校准
AI数字孪生