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很多帖子都在谈论陀螺漂移问题。有人说陀螺读数有漂移,但也有人说积分有漂移。

  1. 原始陀螺仪读数有漂移[链接]
  2. 积分有漂移[链接] (Answer1)。

所以,我进行了一项实验。接下来的两个数字是我得到的。下图显示陀螺仪读数完全没有漂移,但有偏移。由于偏移,集成是可怕的。所以看起来整合就是漂移,是吗? 在此处输入图像描述

下图显示,当偏移减少时,积分根本不会漂移。 在此处输入图像描述

此外,我还进行了另一个实验。首先,我将手机静止在桌子上大约 10 秒。然后将其向左旋转然后恢复到后面。然后右转。下图很好的说明了这个角度。我使用的只是减少偏移然后进行积分。

在此处输入图像描述

所以,我这里的大问题是,也许偏移量是陀螺漂移(积分漂移)的本质?在这种情况下,是否可以应用互补滤波器或卡尔曼滤波器来消除陀螺漂移?

任何帮助表示赞赏。

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如果陀螺读数有“漂移”,则称为偏差,不漂移。

漂移是由积分引起的,即使偏差正好为零,它也会发生。漂移是因为您正在通过积分累积读数的白噪声。

对于漂移消除,我强烈推荐Direction Cosine Matrix IMU: Theory手稿,我已经基于它实现了Shimmer 2设备的传感器融合。

(编辑:该文档来自MatrixPilot项目,该项目已移至 Github,可在 wiki 的下载部分找到。)

如果您坚持使用卡尔曼滤波器,请参阅https://stackoverflow.com/q/5478881/341970

你为什么要实现自己的传感器融合算法?

Android ( SensorManager under Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR) 和 iPhone ( Core Motion ) 都提供了自己的。

于 2013-01-08T11:18:10.723 回答
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亲爱的阿里写了一些非常有问题和不精确的东西(错误)。

漂移偏差的积分。当你整合时,这是偏见的可见“影响”。噪声 - 任何类型的固定噪声 - 均值为零,因此积分为零(我不是在谈论 PSD 的积分,而是在时间上积分的信号的加性噪声​​)。

偏差随时间变化,作为电压和运动温度的函数。例如,如果电压发生变化(并且它会发生变化),则偏置会发生变化。它的偏差不是固定的,也不是“可预测的”。这就是为什么您不能使用建议的信号减去估计的偏差来消除偏差。此外,任何估计都有错误。这个错误会随着时间累积。如果误差较低,则累积(漂移)的影响在较长的时间间隔内变得可见,但它仍然存在。

理论说,目前不可能完全消除偏见。在最先进的技术水平下,仍然没有人找到一种方法来消除偏差——仅基于陀螺仪和加速度计磁力计——可以过滤掉所有的偏差。

Android 和 iPhone对偏差消除算法的实现有限。它们并非完全不受偏差效应的影响(例如,在小区间内)。对于某些应用程序,这可能会导致严重的问题和不可预知的结果。

于 2013-07-07T10:57:53.107 回答
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在本次讨论中,Ali 和 Stefano 都提出了由于理想整合而导致的漂移的两个基本方面。

基本上,零均值白噪声是一个理想化的概念,即使对于这种理想的噪声集成,也可以提供比噪声的低频分量更高的增益,这会在集成信号中引入低频漂移。从理论上讲,如果在很长一段时间内观察到零均值噪声不会引起任何漂移,但实际上理想的积分永远不会起作用。

另一方面,如果对读数(输入信号)执行理想的积分(无损求和),即使读数(输入信号)中的微小直流偏移也可能导致显着漂移。它可以增加系统中非常小的直流偏移,因为理想的集成对输入信号的直流分量具有无限增益。因此,出于实际目的,我们用低通滤波器代替理想积分,该滤波器的截止值可以根据需要低,但对于实际目的不能为零或太低。

于 2014-01-11T16:07:46.983 回答
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受到阿里回复的启发(感谢阿里!),我做了一些阅读和一些数值实验,并决定发表我自己关于陀螺漂移性质的回复。

我写了一个简单的八度在线脚本来绘制白噪声和集成白噪声:

在此处输入图像描述

问题中显示的减少偏移的角度图似乎类似于典型的随机游走。数学随机游走的平均值为零,因此不能算作漂移。但是,我相信白噪声的数值积分会导致非零均值(如下面随机游走的直方图所示)。这与线性增加的方差一起可能与所谓的陀螺漂移有关。

这里对陀螺仪和加速度计产生的误差进行了很好的介绍。无论如何,我还有很多东西要学,所以我可能是错的。

关于免费滤波器,这里有一些讨论展示了它如何减少陀螺漂移。这篇文章非常非正式,但我发现它很有趣。

于 2017-01-15T19:17:59.750 回答