Calibration of IMU MEMS Sensors with the Use of a Manual Calibration Rig
EDN: DBOMLW
Abstract
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.
About the Authors
A. V. Vyalkov
N.E. Zhukovsky Central Aerohydrodynamic Institute (TsAGI)
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
T. P. Vyalkova
N.E. Zhukovsky Central Aerohydrodynamic Institute (TsAGI)
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
References
1. Вялков А.В. Инерциальная технология штопорного эксперимента // Ученые записки ЦАГИ. 2016. Т. XLVII. №5. С. 58–69.
2. 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.
3. Yao Xiao, Xiaogang Ruan, Jie Chai etc., Online IMU self-calibration for visual-inertial systems, Sen- sors, 2019, 19, 1624.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. Qifan Zhou, Guizhen Yu, Huazhi Li etc., A novel MEMS gyroscope in-self calibration approach, Sensors, 2020, 20, 5430.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. Hongliang Zhang, Yuanxin Wu, Wenqi Wu etc., Improved multi-position calibration for inertial mea- surement units, Measurement Science and Technology, 2010, 21, 015107.
13. ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозна- чения. Москва, 1980.
14. 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.
15. Grewal, M.S., Andrews, A.P., Kalman filtering: Theory and Practice using MATLAB, Second edition, 2001.
16. 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.
17. DT0059 Design tip. ST life augmented. Ellipsoid or sphere fitting for sensor calibration, October 2018.
18. 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.
19. Лурье А.И. Аналитическая механика. Москва: Государственное издательство физико-математической литературы, 1961.
20. Суслов Г.К. Теоретическая механика. Москва: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1946.
21. 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.
Review
For citations:
Vyalkov A.V., Vyalkova T.P. Calibration of IMU MEMS Sensors with the Use of a Manual Calibration Rig. Gyroscopy and Navigation. 2023;31(2):26-50. (In Russ.) EDN: DBOMLW
Views:
6
Email this article 