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移动端基础传感器

0、核心内容

主要介绍智能终端导航相关传感器传感器的数据处理方法

1.传感器类别

(1)惯性传感器

一般来说,手机上会有惯性传感器,但不一定完整。标准为6轴。其他传感器还包括陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计GPS 等

(2)典型器件型号:

BMA280、LIS3DH(加速度计3轴),近10%的中低端机型无陀螺仪

ICM-20600、LSM6DS3、MP67B、BMI160(6轴)

(3)各传感器

陀螺仪:测量三轴角速率 加速度计:测量三轴加速度

气压计:测量气压值换算海拔高度 磁力计:测量三轴地磁值

GPS:经纬度高、速度、航向、精度因子、星数等

2.传感器误差模型

陀螺仪:

陀螺仪的测量角速率??m与真值 ??有以下关系,随机游走噪声为高斯白噪声,随机游走表示陀螺的常值漂移 一次启动不是常数,而是随时间慢慢变化;

加速度误差模型:

类似陀螺仪

3.传感器误差校准方法

惯性器件一般有零偏差误差, mems 惯性器件类型误差不稳定,不易校正准确,误差校正过程大致可见传感器性能。简单的校正方法如下。

1 零漂校正:

陀螺仪上电后,连续采集各轴输出数据,取平均值,每轴平均值 值不为 0 值为零位偏移,实时采集数据时应减去零偏移。(静态校准)

2 比例校正:

陀螺仪需要一个小的转台工具来旋转某个轴 90 观察输出旋转角度数,确定测量角度和实际角度 实时采集数据时,应乘以旋转角度的比例。

3、旋转速率校准:

让三轴转台以特定的速率绕道X,Y,Z轴以固定速度正反旋转,记录惯导测量数据,反映安装误差和比例误差矩阵。

工具一般是批量生产,普通应用只能采用最基本的算法校正估计方法

1 零偏校正:

上电后,水平静止,测量轴输出值(重力加速度值) 180 翻转度,测量轴的反向输出,通过两个输出值判断零位偏移,分别测试三个轴。即正反测试,看中心偏移。 采集数据时,应减去零偏差。

2 比例校正:

根据零偏差校正中的数据采集方法,正反测试取决于量程比。比较实测量 测量范围和真实测量范围来确定比例因子。实时采集数据时乘以比例因子。

磁力计主要考虑地磁受到的干扰情况,一般需要在室外进行8字校准。在无人机上更是如此。此外,磁倾角和磁偏角需要根据经纬度提前找到数据模型进行补偿。磁力计干扰分为两种:硬铁是由传感器周围的铁磁体引起的,软铁是指 电路中电流对磁场的影响。磁罗盘的校正需要在三维空间中尽可能多地收集磁 硬铁干扰带来球心偏移,软铁干扰带来椭球变形。 汽车的电磁环境比较复杂,所以汽车导航软件通常会谨慎或不直接使用传感器的信息。

标签: lis3dh陀螺仪传感器

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