gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»DBOMLWgyroscopy-73Research ArticleСтатьиКалибровка MEMS-датчиков инерциальных модулей с использованием ручного стендаCalibration of IMU MEMS Sensors with the Use of a Manual Calibration RigВялковА. B.VyalkovA. V.

Вялков Андрей Викторович – кандидат технических наук, начальник отдела, доцент кафедры АЛЭ, ФАЛТ, МФТИ

г. Жуковский, Московская область

Moscow

ВялковаТ. П.VyalkovaT. P.

Вялкова Татьяна Петровна – ведущий инженер

г. Жуковский, Московская область

Moscow

Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. ЖуковскогоРоссияN.E. Zhukovsky Central Aerohydrodynamic Institute (TsAGI)Russian Federation2023190520253122650Copyright © Вялков А.B., Вялкова Т.П., 20252025Вялков А.B., Вялкова Т.П.Vyalkov A.V., Vyalkova T.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/73

В статье предложен метод, который позволяет скорректировать результаты заводской калибровки инерциальных модулей измерительных систем. Он был разработан для исследований штопора свободно летающих моделей самолетов в вертикальной аэродинамической трубе. Калибровка выполняется непосредственно перед проведением цикла испытаний. Метод основан на использовании специального ручного полноповоротного стенда и обеспечивает коррекцию погрешностей выходных сигналов триад инерциальных MEMS-датчиков и триады магнитометров.

The paper presents a method for correcting the results of factory calibration of inertial measurement units for measurement systems. It was developed to study the spin of free-flying aircraft models in a vertical wind tunnel. Calibration is performed immediately before the test cycle. The method is based on the use of a special manual rotary calibration rig which provides correction of errors in the output signals of triads of inertial MEMS sensors and a magnetometer triad.

инерциальные системыкалибровка инерциальных датчиковinertial systemscalibration of inertial sensorsReferencesВялков А.В. Инерциальная технология штопорного эксперимента // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. XLVII. №5. С. 58–69.Вялков А.В. Инерциальная технология штопорного эксперимента // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. XLVII. №5. С. 58–69.Вялков А.В. Определение углов ориентации по наблюдениям за векторами в задаче исследования штопора модели самолета // Гироскопия и навигация. 2020. №3. С. 43–59. DOI 10.17285/0869-7035.0040.Вялков А.В. Определение углов ориентации по наблюдениям за векторами в задаче исследования штопора модели самолета // Гироскопия и навигация. 2020. №3. С. 43–59. DOI 10.17285/0869-7035.0040.Yao Xiao, Xiaogang Ruan, Jie Chai etc., Online IMU self-calibration for visual-inertial systems, Sen- sors, 2019, 19, 1624.Yao Xiao, Xiaogang Ruan, Jie Chai etc., Online IMU self-calibration for visual-inertial systems, Sen- sors, 2019, 19, 1624.Ranjbaran, S., Roudbari, A., Ebadollahi, S., A simple and fast method for field calibration of triaxial gyroscope by using accelerometer, J. Elec. Eng. Innovations, 2018, 6(1): 1–6.Ranjbaran, S., Roudbari, A., Ebadollahi, S., A simple and fast method for field calibration of triaxial gyroscope by using accelerometer, J. Elec. Eng. Innovations, 2018, 6(1): 1–6.Василюк Н.Н. Рекуррентная реализация алгоритма калибровки интегрального магнитометра с использованием измерений трехосного гироскопа // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. №3 (106). С. 87–102. DOI 10.17285/0869-7035.0002.Василюк Н.Н. Рекуррентная реализация алгоритма калибровки интегрального магнитометра с использованием измерений трехосного гироскопа // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. №3 (106). С. 87–102. DOI 10.17285/0869-7035.0002.Yongjun Wang, Zhi Li, Xiang Li, A cross product calibration method for micro-electro mechanical system gyroscope in unmanned aerial vehicle attitude determination system, Measurement and control, 2020, pp. 1–8.Yongjun Wang, Zhi Li, Xiang Li, A cross product calibration method for micro-electro mechanical system gyroscope in unmanned aerial vehicle attitude determination system, Measurement and control, 2020, pp. 1–8.Qifan Zhou, Guizhen Yu, Huazhi Li etc., A novel MEMS gyroscope in-self calibration approach, Sensors, 2020, 20, 5430.Qifan Zhou, Guizhen Yu, Huazhi Li etc., A novel MEMS gyroscope in-self calibration approach, Sensors, 2020, 20, 5430.Xin Zhang, Changle Zhou, Fei Chao etc., Low-Cost IMU calibration with nonlinear scale factors, IEEE Transactions on industrial informatics, DOI 10.1109/TII.2021.3077296, 2021.Xin Zhang, Changle Zhou, Fei Chao etc., Low-Cost IMU calibration with nonlinear scale factors, IEEE Transactions on industrial informatics, DOI 10.1109/TII.2021.3077296, 2021.Shaobing Liu, Xinchun Ji, Dongyan Wei etc., A stepwise simple self-calibration method for low-cost MEMS-IMU, IPIN 2021 WiP Proceedings, November 29 – December 2, 2021, Lloret de Mar, Spain.Shaobing Liu, Xinchun Ji, Dongyan Wei etc., A stepwise simple self-calibration method for low-cost MEMS-IMU, IPIN 2021 WiP Proceedings, November 29 – December 2, 2021, Lloret de Mar, Spain.Tongxu Xu, Xiang Xu, etc., Low-Cost and Efficient Thermal Calibration Scheme for MEMS Triaxial Accelerometer, IEEE Transactions on instrumentation and measurement, 2021, vol. 70.Tongxu Xu, Xiang Xu, etc., Low-Cost and Efficient Thermal Calibration Scheme for MEMS Triaxial Accelerometer, IEEE Transactions on instrumentation and measurement, 2021, vol. 70.Миков А.Г. Алгоритмы навигации автотранспорта с использованием МЭМС-датчиков грубого класса точности. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. ФГБОУ «Петрозаводский государственный университет», Петрозаводск, 2021.Миков А.Г. Алгоритмы навигации автотранспорта с использованием МЭМС-датчиков грубого класса точности. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. ФГБОУ «Петрозаводский государственный университет», Петрозаводск, 2021.Hongliang Zhang, Yuanxin Wu, Wenqi Wu etc., Improved multi-position calibration for inertial mea- surement units, Measurement Science and Technology, 2010, 21, 015107.Hongliang Zhang, Yuanxin Wu, Wenqi Wu etc., Improved multi-position calibration for inertial mea- surement units, Measurement Science and Technology, 2010, 21, 015107.ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозна- чения. Москва, 1980.ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозна- чения. Москва, 1980.Вавилова Н.Б., Васинева И.А., Голован А.А. и др. Калибровка в инерциальной навигации // Фундаментальная и прикладная математика. 2018. Т. 22. №2. С. 89–115.Вавилова Н.Б., Васинева И.А., Голован А.А. и др. Калибровка в инерциальной навигации // Фундаментальная и прикладная математика. 2018. Т. 22. №2. С. 89–115.Grewal, M.S., Andrews, A.P., Kalman filtering: Theory and Practice using MATLAB, Second edition, 2001.Grewal, M.S., Andrews, A.P., Kalman filtering: Theory and Practice using MATLAB, Second edition, 2001.Cheng Chi, Jun-Wei Lv and Dan Wang, Calibration of triaxial magnetometer with ellipsoid fitting method, IOP Conf. Series: Earth Environ. Sci., 2019, 237, 032015.Cheng Chi, Jun-Wei Lv and Dan Wang, Calibration of triaxial magnetometer with ellipsoid fitting method, IOP Conf. Series: Earth Environ. Sci., 2019, 237, 032015.DT0059 Design tip. ST life augmented. Ellipsoid or sphere fitting for sensor calibration, October 2018.DT0059 Design tip. ST life augmented. Ellipsoid or sphere fitting for sensor calibration, October 2018.Kok, M., Hol, J.D., Schon, Th.B. etc., Calibration of a magnetometer in combination with inertial sensors, 15th International Conference on Information Fusion, 2012.Kok, M., Hol, J.D., Schon, Th.B. etc., Calibration of a magnetometer in combination with inertial sensors, 15th International Conference on Information Fusion, 2012.Лурье А.И. Аналитическая механика. Москва: Государственное издательство физико-математической литературы, 1961.Лурье А.И. Аналитическая механика. Москва: Государственное издательство физико-математической литературы, 1961.Суслов Г.К. Теоретическая механика. Москва: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1946.Суслов Г.К. Теоретическая механика. Москва: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1946.Вялков А.В. Современный штопорной эксперимент // Материалы III Отраслевой конференции по измерительной технике и метрологии для исследований летательных аппаратов. Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н.Е. Жуковского, 2018. С. 476–494.Вялков А.В. Современный штопорной эксперимент // Материалы III Отраслевой конференции по измерительной технике и метрологии для исследований летательных аппаратов. Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н.Е. Жуковского, 2018. С. 476–494.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.