IMU標定中的Allen方差

realjc發表於2020-12-22

Allen方差

Allen方差是IMU標定任務中的常用工具。IMU標定可以分為確定性誤差和隨機誤差,確定性誤差包括:scale、bias、misalignment。隨機誤差則主要是高斯白噪聲和bias隨機遊走。Allen方差主要用於標定隨機誤差。

Allen方差獲取

Allen方差的計算方法如下:

  • 保持IMU靜止, 採集N個資料點。

  • 將N個點定長分組,常用的交疊式Allen方差如下(n=3):
    在這裡插入圖片描述

  • 對於每個子集,計算均值後,計算相鄰兩組的方差,得到的時間-方差曲線即為Allen方差。

Allen方差分析

在這裡插入圖片描述

從上面的Allen方差圖中可以得到5種隨機誤差

  • 量化噪聲:誤差係數為 Q Q Q,Allan方差雙對數曲線上斜率為-1的線段延長線與t=1的交點的縱座標讀數為 3 Q \sqrt{3}Q 3 Q
  • 角度隨機遊走:其誤差係數 N N N,Allan方差雙對數曲線上斜率為-1/2的線段延長線與 t = 1 t=1 t=1交點的縱座標讀數即為 N N N
  • 零偏不穩定性:其誤差係數 B B B,Allan方差雙對數曲線上斜率為0的線段延長線與t=1交點的縱座標讀數為 2 ln ⁡ 2 / π B \sqrt{2\ln2/\pi}B 2ln2/π B ,一般常取底部平坦區的最小值或取 t = 1 0 1 t=10^1 t=101 t = 1 0 2 t=10^2 t=102處的值;
  • 角速率隨機遊走:其誤差係數 K K K,斜率為1/2的線段延長線與t = 1交點的縱座標讀數為 K / 3 K/\sqrt{3} K/3
  • 角速率斜坡:其誤差係數 R R R,斜率為1的線段延長線與t=1交點的縱座標讀數為 R / 2 R/\sqrt{2} R/2 ​;

參考:https://blog.csdn.net/YunLaowang/article/details/95608107
https://blog.csdn.net/lei1105034103/article/details/89159459

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