【学习总结】学习惯导模块

本文仅用于记录自己在项目中选择惯导模块中，查到的一些资料。

1. 陀螺的类型

MEMS惯导、光纤惯导、激光惯导。
MEMS指“微机电系统”，相对来说精度、价格较低；据说5w左右就算是不错的
光纤、激光，为光学陀螺，利用萨格奈克效应。激光的价格和精度高于光纤。价格一般10w+

一些厂商[1]：

2. 关于GPS

失锁：由于遮挡等原因，造成无法接受GPS信号。
如果可以收到卫星信号，可以采用组合导航的方法，运行精度会高很多。
如果只有在启动时能够收到卫星信号，也能对纯IMU的漂移进行一定的处理，也比纯IMU精度要高。
同等价位下，无GPS的纯惯导IMU，比有GPS的组合导航模块，IMU的精度要高许多（省去了接收卫星的硬件和组合导航算法）

3. 一些参数说明

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/46927493
参考：《GJB 2426A－2004》[2]

不同的手册中叫法有些不同，这里是一些常见名字：

线性测量范围：顾名思义。

零偏稳定性/漂移稳定性：bias stability / bias in-run stability. 当输入角速度为零时，衡量光纤陀螺仪输出量围绕其均值的离散程度。以规定时间内输出量的标准偏差相应的等效输入角速度表示，也可称为零漂。单位：°/h

零偏不稳定性：bias instability。利用Allan方差计算得到，与零偏稳定性单位相同，但没有数值关系。

零偏重复性：bias repeatability / bias offset. 在同样条件下及规定间隔时间内，多次通电过程中，光纤陀螺仪零偏相对其均值的离散程度。以多次测试所得零偏的标准偏差表示。单位：°/h

刻度因子/标度因数非线性：sca1e factor nonlinearity。在输入角速度范围内，光纤陀螺仪输出量相对于最小二乘法拟合直线的最大偏差值与最大输出量之比。（？单位：ppm，百万分之一）

加速度计稳定性：一般在0.0几个mg

角度随机游走：Angular random walk (ARW). 表征光纤陀螺仪中角速度输出白噪声大小的一项技术指标，它反映的是光纤陀螺仪输出的角速度积分(角度)随时间积累的不确定性(角度随机误差)，因此也可称为角随机游走。单位：$°/\sqrt{h}$

4. 纯IMU下运动误差的计算

这部分内容询问了他人，不确定计算方法是否正确。即：在已知陀螺零漂和加计稳定性参数的情况下，一定时间下，我按照纯IMU数据得到的距离，误差。

方法：

1. 假设运行时间为 $t$
2. 按照陀螺零漂，计算在这个时间时零漂的角度 $\alpha$，获得位姿矩阵$C$。角度都采用$\alpha$
   
3. 按照加计不稳定性，计算在这个时间下加计误差造成的距离误差：$g=1/2\times \Delta g{t}^2$，构成向量$g_{vec}=[g,g,g]$
4. 计算$err=C\times g_{vec}$。

懒人的代码[3]：

N. 参考资料

打包下载：链接: https://pan.baidu.com/s/1wy5H6pw0Z4fgEHX0YO3C5g 提取码: a47u

[1]. High-end Inertial Sensors for Defense, Aerospace, and Industrial Applications.
[2]. 《GJB 2426A－2004》光纤陀螺仪测试方法
[3]. 自己写的c++代码