一、allan方差基本原理
allan方差是一种时域分析技术,一般用于仪器的噪声研究,是公认的IMU参数分析方法,其主要思路是利用不同相关时间内所表现的不同特征来描述各种噪声源,其噪声模型为:
对于IMU来说,主要包含五类噪声源,量化噪声Q,角度随机游走N,零偏不稳定性B,速率随机游走K,速率爬坡R,这五类噪声源的具体推导可参考西工大严恭敏老师的《惯性仪器测试与数据分析》。我们这里直接给出结果:

如果将各噪声源作单独统计,则其各误差源的平方和就是allan方差,这里我们直接给出表达式:
将五类噪声源分别作曲线,然后叠加在一起,即为下图allan方差的时域表示:

二、工具标定
这里我们使用开源的imu_utils进行标定,读者可以从github直接git clone。
2.1 代码细节
首先利用两点求平均扩充点数的思路,将数据分成不同的时间间隔
int mode = numData / 2;
unsigned int maxStride = 1;
int shft =0;
while(mode){
mode = mode&n

本文介绍了使用allan方差进行IMU随机误差分析的基本原理,详细阐述了如何通过imu_utils工具进行标定。通过代码细节展示了如何计算残差并进行优化,最终实现在ROS环境下对bmx160传感器的标定,得到陀螺仪和加速度计的噪声参数。
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