Questa pagina è stata tradotta con la traduzione automatica. Fai clic qui per vedere l'ultima versione in inglese.

accelcal

Parametri di calibrazione per l'accelerometro

Da R2023b

Sintassi

[A,b] = accelcal(D)

[A,b] = accelcal(XUP,XDOWN,YUP,YDOWN,ZUP,ZDOWN)

[A,b] = accelcal(___,Gravity=g)

Descrizione

[A,b] = accelcal(D) restituisce la matrice A e il vettore b utilizzati per correggere le misurazioni dell'accelerometro non calibrate in base ai dati di calibrazione D.

Dopo aver ottenuto A e b, ricavare i dati calibrati C dai dati non calibrati U utilizzando C = U*A + b, dove U è una matrice M per 3 e ogni riga di U è una misurazione dell'accelerometro non calibrata.

[A,b] = accelcal(XUP,XDOWN,YUP,YDOWN,ZUP,ZDOWN) specifica i dati di misurazione in sei orientamenti di calibrazione come mostrato in Orientamenti di calibrazione dell'accelerometro.

[A,b] = accelcal(___,Gravity=g) specifica il valore della costante di gravità terrestre g.

Esempi

Calibrare le misurazioni dell'accelerometro

Creare un oggetto imuSensor per generare dati di misurazione. Per impostazione predefinita, il sistema di riferimento dell'oggetto è il sistema di riferimento nord-est in basso (NED). Specificare i parametri dell'accelerometro in modo che le misurazioni contengano una distorsione costante e un po' di rumore casuale.

accelParams =  accelparams(ConstantBias=[.1 .2 -.1],...
    NoiseDensity=1e-2*ones(1,3));
imu = imuSensor(Accelerometer=accelParams);
disp(imu.ReferenceFrame)

NED

Definire gli angoli di Eulero per sei orientamenti di calibrazione e convertirli in quaternioni.

orients = [...
    0 90 0 % xUp
    0 0 -90 % yUp
    0 180 0 % zUp
    0 -90 0 % xDown 
    0 0 90 % yDown    
    0 0 0]; % zDown
quats = quaternion(orients,"eulerd","ZYX","frame");
N = numel(quats);

Supponiamo che le accelerazioni esterne e le velocità angolari siano entrambe pari a 0. Simulare il sensore IMU per ottenere le misurazioni di calibrazione.

exAcc = zeros(N,3);
angVel = zeros(N,3);
D = imu(exAcc,angVel,quats)

D = 6×3

   -9.6490    0.2225   -0.1925
    0.0146   -9.5593    0.0153
   -0.0210    0.1928   -9.9271
    9.9363    0.1840   -0.0210
    0.0008    9.9094   -0.0655
    0.2828    0.1528    9.7232

Utilizzare la funzione accelcal per ottenere i parametri di calibrazione.

[A,b] = accelcal(D)

A = 3×3

    1.0018    0.0019   -0.0087
    0.0006    1.0078    0.0041
   -0.0154    0.0020    0.9986

b = 1×3

   -0.0956   -0.1852    0.0779

Verificare i parametri di calibrazione utilizzando le misure di calibrazione.

DCali = D*A+b

DCali = 6×3

   -9.7587    0.0199   -0.0298
   -0.0872   -9.8187    0.0534
    0.0365   -0.0111   -9.8339
    9.8589    0.0196   -0.0284
   -0.0875    9.8012    0.0535
    0.0380   -0.0109    9.7852

Creare alcuni orientamenti casuali, ottenere le misurazioni dell'accelerometro e calibrare le misurazioni.

M = 10;
randomQuats = randrot(M,1);
U = imu(zeros(M,3),zeros(M,3),randomQuats);
C = U*A+b

C = 10×3

    9.1400    3.5374   -1.3008
   -7.1185   -6.8126   -0.7088
    7.1372   -6.8065   -0.5943
   -7.9362    1.5605    5.6203
    7.4397   -2.3143   -6.2363
    7.0758   -4.0794   -5.7321
    3.1250   -5.4306    7.2655
    0.8261   -9.7286    1.3509
    0.8486    2.8606   -9.2705
   -2.4922    8.5000   -3.9532

Argomenti di input

D — Misurazioni a sei orientamenti di calibrazione

matrice N-by-3

Misurazioni nei sei orientamenti di calibrazione dell'accelerometro, specificati come una matrice N per 3. N è il numero totale di misurazioni. Ogni riga della matrice è una misurazione in uno dei sei orientamenti di calibrazione dell'accelerometro, come mostrato in Orientamenti di calibrazione dell'accelerometro. Per ottenere risultati ottimali, la matrice dovrebbe contenere un numero uguale di misurazioni per tutti e sei gli orientamenti.

Durante l'interpretazione dei dati in D, la funzione presuppone per impostazione predefinita che la costante di gravità terrestre g sia 9,81 m/s² o 1, a seconda di quale sia più vicino alla media della norma dei dati.

Tipi di dati: single | double

XUP — Misurazioni con orientamento x-up

Matrice N₁ per 3

Misurazioni nell'orientamento x-up dell'accelerometro, specificato come matrice N₁-per-3. N₁ è il numero totale di misurazioni x-up. Ogni riga della matrice è una misura dell'accelerometro. Per la definizione dell'orientamento x-up, vedere la sezione Orientamenti di calibrazione dell'accelerometro.

Tipi di dati: single | double

XDOWN — Misurazioni con orientamento x-down

Matrice N₂ per 3

Misurazioni nell'orientamento x-down dell'accelerometro, specificato come matrice N₂-per-3. N₂ è il numero totale di misurazioni x-down. Ogni riga della matrice è una misura dell'accelerometro. Per la definizione dell'orientamento x-down, vedere la sezione Orientamenti di calibrazione dell'accelerometro.

Tipi di dati: single | double

YUP — Misurazioni con orientamento y-up

Matrice N₃ per 3

Misurazioni con orientamento y-up dell'accelerometro, specificato come matrice N₃ per 3. N₃ è il numero totale di misurazioni y-up. Ogni riga della matrice è una misura dell'accelerometro. Per la definizione dell'orientamento y-up, vedere la sezione Orientamenti di calibrazione dell'accelerometro.

Tipi di dati: single | double

YDOWN — Misurazioni con orientamento y-down

Matrice N₄ per 3

Misurazioni con orientamento y-down dell'accelerometro, specificato come matrice N₄ per 3. N₄ è il numero totale di misurazioni y-down. Ogni riga della matrice è una misura dell'accelerometro. Per la definizione dell'orientamento y-down, vedere la sezione Orientamenti di calibrazione dell'accelerometro.

Tipi di dati: single | double

ZUP — Misurazioni con orientamento z-up

Matrice N₅ per 3

Misurazioni nell'orientamento z-up dell'accelerometro, specificato come matrice N₅ per 3. N₅ è il numero totale di misurazioni z-up. Ogni riga della matrice è una misura dell'accelerometro. Per la definizione dell'orientamento z-up, vedere la sezione Orientamenti di calibrazione dell'accelerometro.

Tipi di dati: single | double

ZDOWN — Misurazioni con orientamento z-down

Matrice N₆ per 3

Misurazioni con orientamento z-down dell'accelerometro, specificato come matrice N₆ per 3. N₆ è il numero totale di misurazioni z-down. Ogni riga della matrice è una misura dell'accelerometro. Per la definizione dell'orientamento z-down, vedere la sezione Orientamenti di calibrazione dell'accelerometro.

Tipi di dati: single | double

g — Costante di gravità terrestre

scalare positivo

Costante di gravità terrestre, specificata come uno scalare positivo. Se non si specifica questo argomento, la funzione presuppone che la costante di gravità terrestre g sia 9,81 m/s² o 1, a seconda di quale sia più vicino alla media della norma dei dati in D.

Esempio 9.807

Tipi di dati: single | double

Argomenti di output

A — Matrice di calibrazione

Matrice 3x3

Matrice di calibrazione, restituita come matrice 3x3.

Tipi di dati: single | double

b — Vettore di offset di calibrazione

Vettore 1 per 3

Vettore di offset di calibrazione, restituito come vettore 1 per 3.

Tipi di dati: single | double

Ulteriori informazioni

Orientamenti di calibrazione dell'accelerometro

Per ottenere i dati di misurazione per la calibrazione dell'acceleratore, allineare l'orientamento del telaio di misurazione dell'accelerometro (X-Y-Z) con uno dei sei orientamenti mostrati in questo diagramma. Ad esempio, per ottenere una misurazione x-up, allineare la direzione X positiva del sistema di misurazione dell'acceleratore nella direzione opposta alla forza di gravità, come mostrato nella prima figura.

Se l'accelerometro non presenta errori di calibrazione e il suo sistema di misurazione è perfettamente allineato come mostrato in figura, è possibile ottenere misurazioni ideali in questa tabella.

Orientamento	aX	aY	aZ
X-Su	-g	0	0
X-Giù	+g	0	0
Sì	0	-g	0
Y-giù	0	+g	0
Z-Su	0	0	-g
Z-giù	0	0	+g

Nella tabella, a_X, a_Y e a_Z sono rispettivamente le componenti di accelerazione X, Y e Z. g è la costante di gravità terrestre locale.

Riferimenti

[1] AN4508 Application Note: Parameters and Calibration of a Low-G 3-Axis Accelerometer.

Cronologia versioni

Introdotto in R2023b

Vedi anche

magcal | imuSensor | accelparams