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閱讀：841發(fā)布時(shí)間：2022-10-10
傳感器提高測量精度的方法有哪些？想要提高測量精度，其實(shí)要注意很多問題，比如說在測量之前需要進(jìn)行校準(zhǔn)，如果這個(gè)工作做好了，那么這個(gè)測量精度就會提高。下面來給大家介紹一下傳感器精校準(zhǔn)和粗校準(zhǔn)以及其他能夠提高測量精度的方法。
1、精校準(zhǔn)與粗略校準(zhǔn)
傳感器校準(zhǔn)包含精校準(zhǔn)和粗校準(zhǔn)。其中精校準(zhǔn)要比粗校準(zhǔn)更好一些，但是精校準(zhǔn)需要昂貴的校準(zhǔn)儀器。而粗校準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)是不需要依靠外部設(shè)備，只需要傳感器本身就可以操作。以磁羅盤的粗略校準(zhǔn)為例，由于當(dāng)磁羅盤轉(zhuǎn)動時(shí)，地球上任何位置的地磁場強(qiáng)度在很長的時(shí)間跨度內(nèi)都可以視為常數(shù)，因此可以根據(jù)相對運(yùn)動假定磁羅盤是固定的。地磁場矢量相應(yīng)旋轉(zhuǎn)，矢量端點(diǎn)在空間的軌跡應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)球體。但由于傳感器的誤差，實(shí)際測量的數(shù)據(jù)并不嚴(yán)格在球面上。這時(shí)候就需要以實(shí)測數(shù)據(jù)為依據(jù)了。用數(shù)值和已知的精確值計(jì)算出兩者之間的換算關(guān)系，這就是磁羅盤的誤差模型。日后我們使用這類的磁羅盤的時(shí)候，應(yīng)該去根據(jù)粗校準(zhǔn)得到的誤差模型去對測量的值進(jìn)行處理，可以減少測量值的誤差。
2、多傳感器數(shù)據(jù)融合
有許多不同類型的傳感器數(shù)據(jù)融合方法。業(yè)內(nèi)的方法是EKF，即擴(kuò)展卡爾曼濾波器。以計(jì)算飛行器姿態(tài)角的融合方法為例，EKF更新過程主要分為預(yù)測更新和測量更新兩部分。預(yù)測更新主要利用陀螺儀更新預(yù)測狀態(tài)量，同時(shí)計(jì)算狀態(tài)量的協(xié)方差矩陣。在量測更新中，首先計(jì)算濾波器增益，然后利用濾波器增益融合預(yù)測狀態(tài)量、加速度計(jì)、磁羅盤的數(shù)據(jù)成為融合狀態(tài)量。同時(shí)計(jì)算融合狀態(tài)量的協(xié)方差矩陣，該矩陣將在下一個(gè)更新周期中計(jì)算。
3、傳感器冗余設(shè)計(jì)
傳感器冗余設(shè)計(jì)主要是將多個(gè)同類型的傳感器組合在一起。處理方法是先剔除數(shù)據(jù)異常的傳感器，再進(jìn)行傳感器融合。冗余設(shè)計(jì)不僅可以提高測量精度，還可以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)某個(gè)傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)可以繼續(xù)正常工作。
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