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提高传感器测量精度的方法有哪些?

作者:Dytran传感器 发布时间:2022-07-14 14:05 浏览次数:

传感器提高测量精度的方法有哪些?想要提高测量精度,其实要注意很多问题,比如说在测量之前需要进行校准,如果这个工作做好了,那么这个测量精度就会提高。下面来给大家介绍一下传感器精校准和粗校准以及其他能够提高测量精度的方法。

提高传感器测量精度的方法有哪些?(图1)

提高传感器测量精度的方法有哪些?


1、精校准与粗略校准


传感器校准包含精校准和粗校准。其中精校准要比粗校准更好一些,但是精校准需要昂贵的校准仪器。而粗校准的优点是不需要依靠外部设备,只需要传感器本身就可以操作。以磁罗盘的粗略校准为例,由于当磁罗盘转动时,地球上任何位置的地磁场强度在很长的时间跨度内都可以视为常数,因此可以根据相对运动假定磁罗盘是固定的。地磁场矢量相应旋转,矢量端点在空间的轨迹应该是标准球体。但由于传感器的误差,实际测量的数据并不严格在球面上。这时候就需要以实测数据为依据了。用数值和已知的精确值计算出两者之间的换算关系,这就是磁罗盘的误差模型。日后我们使用这类的磁罗盘的时候,应该去根据粗校准得到的误差模型去对测量的值进行处理,可以减少测量值的误差。


2、多传感器数据融合


有许多不同类型的传感器数据融合方法。业内最常用的方法是EKF,即扩展卡尔曼滤波器。以计算飞行器姿态角的融合方法为例,EKF更新过程主要分为预测更新和测量更新两部分。预测更新主要利用陀螺仪更新预测状态量,同时计算状态量的协方差矩阵。在量测更新中,首先计算滤波器增益,然后利用滤波器增益融合预测状态量、加速度计、磁罗盘的数据成为融合状态量。同时计算融合状态量的协方差矩阵,该矩阵将在下一个更新周期中计算。


3、传感器冗余设计


传感器冗余设计主要是将多个同类型的传感器组合在一起。处理方法是先剔除数据异常的传感器,再进行传感器融合。冗余设计不仅可以提高测量精度,还可以提高整个系统的可靠性。当某个传感器出现故障时,整个系统可以继续正常工作。


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