Личный кабинет
Подробное описание документа
Жульков А. С.
Методика алгоритмической температурной калибровки массива микромеханических инерциальных модулей потребительского класса / Жульков А. С., Щербинин В. В., Шевцова Е. В. - DOI 10.24412/2071-6168-2026-6-3-4 // Известия Тульского Государственного университета. Сер. Технические науки. - 2026. - № 6. -
В настоящее время повышение точности БИНС на базе МЭМС является приоритетной задачей в области навигации беспилотных летательных аппаратов и автономных робототехнических систем. Фундаментальными ограничениями одиночных МЭМС-датчиков типа ICM-45686 остаются высокий уровень шумов (ARW, VRW), нестабильность нуля и температурный дрейф, приводящие к быстрому накоплению ошибки позиционирования в автономном режиме. Предложена расширенная математическая модель погрешностей инерциального измерительного модуля (ИИМ) ICM-45686, дополнительно учитывающая g-чувствительность гироскопов, нелинейность масштабного коэффициента по угловой скорости и температурный гистерезис при термоциклировании. Разработана методология стендовой калибровки мезонинной сборки из 36 ИИМ на двух измерительных платах с раздельными моделями погрешностей для каждой платы, выполняемой на одноосном поворотном столе в составе климатической камеры. Представлено формальное обоснование процедуры идентификации параметров расширенной модели для 7 температурных точек в диапазоне от -40 до +85 °С и 9 режимов калибровки (4 статических и 5 динамических). Проведён анализ наблюдаемости плана эксперимента, подтверждающий идентифицируемость всех параметров модели. Методом имитационного моделирования оценена эффективность предложенного подхода: применение взвешенного усреднения сигналов 36 ИИМ позволяет снизить среднеквадратическое отклонение шума гироскопа в ~6раз. Оцениваемая круговая вероятная ошибка позиционирования (CEP50) через 10 минут автономной работы составляет порядка 25 м на основе имитационного моделирования. Показана реализуемость всех алгоритмов компенсации и агрегации в реальном времени на микроконтроллере STM32H723 при расчётной вычислительной загрузке не более 5 % от максимальной производительности ядра микроконтроллера. Ключевые слова мэмс, калибровка, инерциальная навигация, icm-45686, мультидатчиковая система
681.2.088 Погрешности. Корректирование погрешностей
Статья опубликована в следующих изданиях
№ 6. - 2026.
