专利名称：用于启动期间的增强速率估计的陀螺仪动态电动机振幅补偿的制作方法
用于启动期间的增强速率估计的陀螺仪动态电动机振幅补偿
背景技术：
在陀螺仪启动期间，陀螺仪电动机花费有限的时间来到达完全稳态振幅。在该时间期间，速率估计(如果需要)通常是不精确的。用当今的方法已经极大地避免了用诸如音叉陀螺仪的陀螺仪来进行速率感测，直到陀螺仪电动机上升并以稳态方式运行。在音叉陀螺仪中，所感测的速率与振荡的检验质量的峰间振幅成比例。因为该振幅在启动期间的时间段上从零开始(在施加电源之前)并接着增长到最终的稳态振幅，所以在该时间期间感测速率尚且不是可行的。相反，感测速率已经被限于达到稳态电动机振幅之后的时间段。 从电源施加的时间起可实现的速率感测中的延迟可以是显著的，取决于陀螺仪电动机花费多长时间来达到完全振幅。一些陀螺仪应用在激活之后非常立刻地要求精确的性能。例如，当今的音叉陀螺仪设备，诸如那些用在惯性测量单元(IMU)和速率传感器中所使用的音叉陀螺仪设备可花费大约O. 4秒到3秒来达到精确的速率感测操作。这种延迟对于在电源施加之后最早可能的点处需要速率感测信息的高度精确制导应用是不可容忍的。
发明内容
提供了一种用于在启动期间的陀螺仪动态电动机振幅补偿以便改善速率感测的系统和方法。该系统包括至少一个陀螺仪、与该陀螺仪操作通信的至少一个处理器、以及与该处理器操作地耦合的至少一个存储器单元。该存储器单元和该处理器被配置成分别存储和执行多个程序模块，这些程序模块包括先验电动机振幅模块，被配置成基于启动期间的陀螺仪电动机振幅增长的模型来生成先验电动机振幅信号；稳态标度因子模块，被配置成生成稳态标度因子信号；以及动态电动机振幅补偿模块，被配置成从该电动机振幅模块接收该先验电动机振幅信号，并从该稳态标度因子模块接收稳态标度因子信号。在陀螺仪的启动阶段执行该方法时，由该陀螺仪感测速率运动并且由该陀螺仪输出感测的速率信号。该动态电动机振幅补偿模块从该陀螺仪接收测量的电动机振幅信号、从该电动机振幅模块接收先验电动机振幅信号、或两者的组合。该动态电动机振幅补偿模块输出时变标度因子，该时变标度因子被应用到感测的速率信号以在启动阶段期间从陀螺仪产生早期和精确的感测速率。
理解的是，附图仅描绘了多个示例性实施例，并且不因此被认为在范围上进行限制，将通过使用附图与附加的特征和细节一起描述这些示例性实施例，其中
图IA是根据一个实施例的用于陀螺仪动态电动机振幅补偿的控制系统的框图IB是根据一个实施例的用于陀螺仪动态电动机振幅补偿的支持系统的框图2是图IA的控制系统中所采用的用于动态标度因子补偿的过程的流程 图3是图2的过程中所采用的电动机振幅速率补偿算法的流程图；图4是示出了具有电动机振幅速率补偿的陀螺仪启动测试的结果的图形曲线；
图5是示出了在有速率时来自八个陀螺仪接通的数据的图形曲线；
图6是示出了与图5的曲线相同的数据但应用了电动机振幅速率补偿的图形曲线；
图7是示出了陀螺仪启动的主阶段的时间线示图；以及
图8是可实现用于陀螺仪动态电动机振幅补偿的过程的计算机系统的一个实施例的框图。
具体实施例方式在下列详细描述中，参考了附图，其中以示例特定说明性实施例的方式示出。要理 解的是，可利用其它实施例，并且可进行机械和电的改变。因此，下列详细描述不不以限制意义进行。提供了一种系统和方法，用于陀螺仪动态电动机振幅补偿，其在陀螺仪启动期间增强了早期速率估计。在部分电动机振幅和完全电动机振幅之间的启动时间段期间，实际陀螺仪标度因子在改变。本方法允许通过应用动态改变的标度因子来在陀螺仪的启动阶段期间实现速率感测，该动态改变的标度因子是瞬时电动机振幅的函数。该结果允许了在陀螺仪的加电循环中更早的精确速率感测。在一个实施例中，用于陀螺仪的控制系统动态使用在启动时电动机振幅来调整标度因子，允许了在达到完全且稳定的电动机振幅之前的早期速率感测。初始电源施加和稳态操作之间的陀螺仪电动机振幅可以(I)被实时测量，或可以是(2)基于数学模型被特征化的先验。例如，可在从初始电动机启动到最终稳态电动机操作的时间段期间，从实时电动机振幅测量得到经过动态标度因子补偿的速率感测。替代地，可在从初始电动机启动到最终稳态电动机操作的时间段期间，使用电动机振幅的先验数学特征化来提供经过动态标度因子补偿的速率感测。动态标度因子函数通过在陀螺仪的启动阶段期间使用陀螺仪电动机振幅信息来提供稳定的速率感测。该函数开发了实时陀螺仪电动机振幅的知识来调整陀螺仪标度因子，使得在陀螺仪电动机启动的时间段期间达到稳定和精确的速率感测，并且在时间上比在常规陀螺仪系统中更早。在一种方法中，可以以实时软件补偿算法来实现本方法。对该算法的输入是原始陀螺仪速率信息，和陀螺仪操作配置信息，以及作为时间的函数的陀螺仪电动机振幅的知识。该算法在陀螺仪速率输出上提供作为时间的函数的调整增益(另外被称为标度因子)。该算法可使用(I)关于在陀螺仪启动时间线期间的陀螺仪电动机振幅增长的已知的先验信息，或者该算法可使用(2)来自陀螺仪的实时电动机振幅测量，或者两者的组合。该算法的输出是补偿的速率，该补偿的速率在陀螺仪电动机正从部分振幅进展到完全振幅的同时，提供精确的陀螺仪速率信息。在另一种方法中，可完全以模拟电子设备形式来实现本方法以实现相同的补偿算法。本方法可被用来通过对在启动期间变化的陀螺仪电动机振幅进行动态补偿来获得更早的并且更精确的陀螺仪速率输出。本方法可被实时地实现，并且可适用于不同的陀螺仪电动机配置和设计。本系统改善了陀螺仪的启动时间并改善了遍及启动时序的所得到的速率感测精确度。这显著地减少了启动和完全性能之间的时间。另外，可以以模拟或数字形式来实现该系统。相对于附图在以下描述该系统和方法的进一步细节。图IA是根据一个实施例的用于陀螺仪110的控制系统100的框图。该控制系统100 一般地包括先验电动机振幅模块120、稳态标度因子模块124、动态电动机振幅补偿模块128、以及乘法器132。先验电动机振幅模块120和稳态标度因子模块124两者都与动态电动机振幅补偿模块128操作通信。陀螺仪110与动态电动机振幅补偿模块128和乘法器132操作通信。动态电动机振幅补偿模块128的输出与乘法器132操作通信。陀螺仪110可以是各种陀螺仪中的任何一种，诸如音叉陀螺仪、旋转质量陀螺仪、或微型机电系统(MEMS)陀螺仪。本方法可被应用到具有与其检验质量运动相关联的有限启动时间的任何陀螺仪。
先验电动机振幅模块120包括基于数学模型的软件包，该数学模型描述了启动期间的陀螺仪电动机振幅增长的速率。对于在时间t处的每个速率样本，所达到的电动机振幅为(以分数单位)
Mo tor_ampI_mo deI(t) = (t-TO)/ (T2-T0)
其中
t=速率数据样本的时间；
TO=陀螺仪电动机到达10%的完全振幅的时间；
T2=陀螺仪电动机到达完全振幅的时间；以及
Mo t or_amp I _mo de I (t) =在时间t处的陀螺仪电动机振幅。根据陀螺仪电动机启动命令来确定TC。该计算仅在经受以下约束时有效(t-TO) >10%的(T2-T0)。由先前的时间来确定T2以启动特征化。在控制系统100的操作期间，由附着到速率要被感测的交通工具或其它物体(未示出)的陀螺仪110来感测速率运动112。感测的速率信号114由陀螺仪110所生成并被发送到乘法器132。在一个实施例中，测量的电动机振幅信号116从陀螺仪110输出，并被发送到动态电动机振幅补偿模块128以用于进一步处理。在另一个实施例中，如果陀螺仪110的电动机振幅启动是可预测的，则先验电动机振幅信号122从电动机振幅模块120输出，并被传送到动态电动机振幅补偿模块128。替代地，如果需要，测量的电动机振幅信号116和先验电动机振幅信号122两者可被传送到动态电动机振幅补偿模块128。稳态标度因子信号126从稳态标度因子模块124输出，并被发送到动态电动机振幅补偿模块128以被修改。在到达完全陀螺仪电动机振幅之后，立即无修改地使用稳态标度因子信号126，并继续在陀螺仪110的稳态操作期间使用。在使用电动机振幅速率补偿算法来处理由动态电动机振幅补偿模块128所接收的各种信号时，时变标度因子130从动态电动机振幅补偿模块128输出并被发送到乘法器132。来自陀螺仪110的感测的速率信号114在乘法器132处与时变标度因子130相乘，乘法器132输出了调整的感测速率134。图IB是根据一个实施例的用于陀螺仪动态电动机振幅补偿的支持系统150的框图。在支持系统150中，测量的电动机振幅可由耦合到陀螺仪154的硬件电路所生成。该硬件电路包括操作地耦合到该陀螺仪的模数转换器(A/D) 158、操作地耦合到A/D 158的输出的整流电路160、以及操作地耦合到整流电路160的输出的低通滤波器162。可通过从陀螺仪154中模拟拾取AC电动机振幅信号，来在支持系统150中获得陀螺仪电动机振幅的实时测量，随后由A/D 158对电动机振幅信号进行模数转换。来自A/D158的数字化电动机振幅信号被传送到整流电路160以执行整流操作。该整流信号接着通过低通滤波器162被传送，这导致了陀螺仪电动机振幅116的实时测量，该陀螺仪电动机振幅116的实时测量可转而被用来适当地标定实际感测的陀螺仪速率。图2和图3是说明了用于动态标度因子补偿的本方法的进一步细节的流程图。该方法被执行用于单个陀螺仪，或用于诸如惯性测量单元(MU)中的多个陀螺仪。通常，IMU将具有带有各自信道的三个陀螺仪，并且本方法可单独地在每个陀螺仪信道中被运行。如在图2中所示的，该方法的开始时，在210处，确定控制系统(诸如在图IA中所示)是否被启用。如果控制系统被启用，则电动机振幅速率补偿算法220被运行预定的时间段。该时间段可从大约O. I秒到大约3秒的范围变动，并且发生在陀螺仪的启动阶段期间。 来自模型电动机振幅增长函数的数据(即，先验电动机振幅)和/或测量的电动机振幅(方框230)在算法运行的同时被输入到电动机振幅速率补偿算法220。在陀螺仪的校准或其它特征化期间可确定支持参数231。在以下相对于图3来描述电动机振幅速率补偿算法的进一步细节。在240处，确定电动机振幅补偿的时间段是否已经期满。如果该时间段尚未期满，该方法循环返回并且再次运行该速率补偿算法220。该循环的操作频率是可选择的，但通常将是大约600Hz。在控制系统仍旧启用并且该时间段尚未期满的同时，该速率补偿算法被重复地运行。当该时间段已经期满时，该方法结束。图3是说明了电动机振幅速率补偿算法220的进一步细节的流程图。当进入算法时，在310处读取速率数据样本114，并且在320处确定是应用先验电动机幅度模型还是应用测量的电动机振幅。如果应用先验电动机振幅模型，则在330处计算标度因子和偏移量(偏差)。用来计算先验标度因子的算法如以下作为时间的函数被确定
If (t<T2)
scalefactor(t)=l/Motor_ampl_model(t);
Else if (t>T2)
scalefactor (t)=稳态标度因子
end
其中
t=速率数据样本的时间；
T2=陀螺仪电动机到达完全振幅的时间；以及 Motor_ampl_model(t)=(t-TO)/(T2-T0)。如果应用测量的电动机振幅，则在340处读取电动机振幅，并且在350处计算来自测量的电动机振幅信号116的实时标度因子。用来计算实时标度因子的算法如下
If (t<T2)
scalefactor(t)=Mo/Motor_ampIi tude_realt ime(t);
Else if (t>T2)
scalefactor (t)=稳态标度因子end其中
t=速率数据样本的时间；以及
T2=陀螺仪电动机到达完全振幅的时间。
Mo=在校准时确定的稳态完全电动机振幅。该计算仅对于Motor_amplitude_realtime (t) >10% 的 Mo 有效。在355处，先验电动机振幅信息和测量的电动机振幅信息可被个别地应用，或可选地被组合在一起以形成标度因子。在360处，接着计算新的补偿速率。当应用先验电动机振幅信息时，可通过将模型电动机振幅增长函数的标度因子乘 以输入速率数据样本，并加上任意偏移量，来计算调整的感测速率。该偏移量(偏差)是在陀螺仪的校准期间所确定的参数。该偏移量是当陀螺仪处于静态(零速率输入)状况时所生成的陀螺仪速率信号。当应用测量的电动机振幅信息时，可通过将测量的电动机振幅增长函数的标度因子乘以输入速率数据样本，并加上任意偏移量，来计算调整的感测速率。替代地，可通过将先验和测量的标度因子的平均值或其它组合乘以输入速率数据样本，并加上任意偏移量信号，来计算调整的感测速率。图4是示出了具有电动机振幅速率补偿的MEMS陀螺仪启动测试的结果的图形曲线。该曲线表示在时间O. O处的电源施加、陀螺仪电动机驱动启动时间T0、数字速率数据输出时间t、初始速率输出410、实际输入速率420、完全电动机振幅的时间T2、以及电动机振幅补偿速率输出430。注意的是，在O. 22秒和O. 30秒之间的启动阶段期间，与在相同时间段期间的不精确的初始速率410相比，电动机振幅补偿速率430更加接近实际速率420。图5是示出了在有速率时来自八个陀螺仪接通的实际测试数据的图形曲线。从单轴速率表将该八个输入速率呈现给陀螺仪，并且该八个输入速率具有50、100、200、300、-50、-100、以及-300 (度/秒)的数值。在520处示出了变化的陀螺仪电动机振幅增长，如在启动阶段期间增加的速率输出中所反映的。图6是示出了与图5的曲线相同的数据，但在应用了电动机振幅补偿和瞬时滤波之后的图形曲线。如在图6中所示的，在电源施加之后的220ms处，测量的启动陀螺仪速率基本上与电动机稳态阶段600中所见的稳态陀螺仪速率相同。在电动机启动阶段610期间，用该测试实现的性能增益处于更加改善的速率估计。图7是示出了陀螺仪启动的关键阶段的时间线。在电源施加之前，陀螺仪未正在操作。在电源施加700处，陀螺仪电动机开始操作，并且在启动阶段730期间，它的振幅从在710处的O增长到稳态值720。接着，陀螺仪在完全电动机振幅下操作，并进入操作的稳态阶段740。本系统和方法允许陀螺仪在启动阶段730期间提供精确和可使用的速率感测。图8是计算机系统800的一个实施例的框图，该计算机系统800可实现本系统和方法。计算机系统800 —般地包括至少一个处理器810，和被操作地耦合到处理器810的至少一个存储器单元820。计算机系统800通过有线或无线连接840被操作地耦合到诸如在IMU 834中的至少一个陀螺仪830。存储器单元820包括至少一个计算机可读介质，该至少一个计算机可读介质具有用于执行本方法的由处理器810可执行的指令。可使用如本领域技术人员所已知的软件、固件、硬件和其任意的适当组合来实现处理器810。作为示例而非限制，处理器810的硬件部件可包括本领域已知的一个或多个微处理器、存储器元件、数字信号处理(DSP)元件、接口卡、以及其它标准部件。任何前述的部件可由以下所补充或被结合在以下中专门设计的专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。在这个示例性实施例中，处理器810包括以下或与以下一起起作用用于执行在本方法中所使用的各种过程任务、计算和控制功能的软件程序、固件、或其它计算机可读指令。这些指令通常被有形地体现在任何适当的计算机程序产品上，该计算机程序产品包括用于存储计算机可读指令或数据结构的计算机可读介质。存储器单元820可用任何可用的计算机可读存储介质来实现，该计算机可读存储介质可由通用或专用计算机或处理器、或任何可编程逻辑器件所访问。合适的计算机可读介质可包括诸如磁介质或光介质的储存器或存储器介质。例如，储存器或存储器介质可包括常规硬盘、光盘-只读存储器(CD-ROM)、DVD、易失性或非易失性介质，诸如随机存取存储器(RAM)(包括但不限于同步动态随机存取存储器(SDRAM)、双数据速率(DDR) RAM、RAMBUS动态RAM(RDRAM)、静态RAM(SRAM)等等)、只读存储器(ROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)、闪存、蓝光盘等等。以上的组合也可被包括在计算机可读介质的范围内。
可由由至少一个处理器所执行的计算机可执行指令(诸如程序模块或组件)来实现本方法。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、数据组件、数据结构、算法等等。示例实施例
示例I包括一种用于在启动期间的陀螺仪动态电动机振幅补偿的系统，该系统包括至少一个陀螺仪；与该陀螺仪操作通信的至少一个处理器；与该处理器操作地耦合的至少一个存储器单元；其中该存储器单元和该处理器被配置成分别存储和执行多个程序模块，这些程序模块包括先验电动机振幅模块，被配置成基于启动期间的陀螺仪电动机振幅增长的模型来生成先验电动机振幅信号；稳态标度因子模块，被配置成生成稳态标度因子信号；以及动态电动机振幅补偿模块，被配置成从该电动机振幅模块接收该先验电动机振幅信号，并从该稳态标度因子模块接收该稳态标度因子信号；其中在该陀螺仪的启动阶段期间，由该陀螺仪感测速率运动，并由该陀螺仪输出感测的速率信号；以及该动态电动机振幅补偿模块从该陀螺仪接收测量的电动机振幅信号，从该电动机振幅模块接收先验电动机振幅信号，或两者的组合，并输出时变标度因子，该时变标度因子被应用到感测的速率信号以在启动阶段期间从该陀螺仪产生精确感测的速率。示例2包括示例I的系统，其中该陀螺仪包括音叉陀螺仪。示例3包括示例I的系统,其中该陀螺仪包括旋转质量陀螺仪。示例4包括示例I的系统，其中该陀螺仪是微型机电系统(MEMS)陀螺仪。示例5包括示例1-4任意的系统,其中该陀螺仪被实现在惯性测量单元中。示例6包括示例5的系统,其中该惯性测量单元包括三个陀螺仪。示例7包括一种用于在启动期间的陀螺仪动态电动机振幅补偿的方法，该方法包括从至少一个陀螺仪输出感测的速率信号；接收先验电动机振幅信号或测量的电动机振幅信号，或接收先验电动机振幅信号和测量的电动机振幅信号两者；接收稳态标度因子信号；基于该稳态标度因子信号，以及该先验电动机振幅信号或该测量的电动机振幅信号，或先验电动机振幅信号和测量的电动机振幅信号的组合，来计算时变标度因子；以及将该感测的速率信号乘以该时变标度因子，以便为该陀螺仪确定调整的感测速率，该调整的感测速率在陀螺仪电动机启动期间提供电动机振幅补偿和精确速率估计。示例8包括示例7的方法,其中该陀螺仪包括音叉陀螺仪或旋转质量陀螺仪。示例9包括示例7的方法,其中该陀螺仪是MEMS陀螺仪。示例10包括示例7-9任意的方法,其中该陀螺仪被实现在惯性测量单元中。示例11包括示例10的方法,其中该惯性测量电源包括三个陀螺仪。示例12包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质，该计算机可读介质具有存储在其上的指令，该指令由处理器可执行来执行根据示例7-11中任意的用于在启动期间的陀螺仪动态电动机振幅补偿的方法。示例13包括一种用于在陀螺仪的启动期间的动态电动机振幅补偿的方法，该方法包括(a)确定用于动态电动机振幅补偿的控制系统是否被启用；(b)如果该控制系统被 启用，则将模型电动机振幅增长函数或测量的电动机振幅信号，或模型电动机振幅增长函数和测量的电动机振幅信号两者，输入到电动机振幅速率补偿算法中；(c)在该陀螺仪的启动期间将该电动机振幅速率补偿算法运行预定的时间段；(d)确定该时间段是否已经期满；以及(e)重复(a)到(d)直到该时间段已经期满。示例14包括示例13的方法，其中该电动机振幅速率补偿算法包括从该陀螺仪读取输入速率数据样本；确定是应用电动机振幅增长函数还是应用测量的电动机振幅信号；当应用该模型电动机振幅增长函数时，根据该电动机振幅增长函数来计算标度因子；当应用该测量的电动机振幅时，读取该测量的电动机振幅并根据该测量的电动机振幅计算标度因子；选择地将来自该模型电动机振幅增长函数的标度因子与来自该测量的电动机振幅的标度因子相组合；以及计算在该陀螺仪的启动期间提供电动机振幅补偿的调整的感测速率。示例15包括示例13-14中任意的方法，其中该时间段具有从大约O. I秒到大约I. 5秒的范围。示例16包括示例14-15中任意的方法，其中通过将该模型电动机振幅增长函数的标度因子乘以该输入速率数据样本，并加上任意偏移量信号，来计算调整的感测速率。示例17包括示例14-15中任意的方法,其中通过将该测量的电动机振幅增长函数的标度因子乘以该输入速率数据样本，来计算调整的感测速率。示例18包括示例14-15中任意的方法，其中通过将该组合的标度因子乘以该输入速率数据样本，并加上任意偏移量信号，来计算调整的感测速率。示例19包括示例18的方法，其中组合标度因子包括使用平均值或加权平均值来形成该组合的标度因子。示例20包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质，该计算机可读介质具有存储在其上的指令，该指令由处理器可执行来执行根据示例14-19中任意的用于在陀螺仪的启动期间的动态电动机振幅补偿的方法。示例21包括一种用于在启动期间的陀螺仪动态电动机振幅测量的系统，该系统包括至少一个陀螺仪；模数转换器，其被操作地耦合到该陀螺仪并被配置成从该陀螺仪接收电动机振幅信号；整流电路，其被操作地耦合到模数转换器的输出并被配置成从该模数转换器接收数字化的电动机振幅信号；以及低通滤波器，其被操作地耦合到整流电路的输出并被配置成从该整流电路接收整流的电动机振幅信号；其中从该低通滤波器的输出获得陀螺仪电动机振幅的实时测量，该陀螺仪电动机振幅的实时测量可用来在陀螺仪电动机启动期间标定实际感测的陀螺仪速率。尽管已经在此说明和描述了多个特定的实施例，但本领域普通技术人员将理解的是，被考虑来实现相同目的的任何布置可代替所示的多个特定实施例。所描述的多个实施例将被认为在所有方面仅作为示例性而非限制性的。本发明的范围因此由下列权利要求而不是由前述描述所表明。出自权利要求的等效物的含义和范围之内的所有改变将被包含在 它们的范围之内。
权利要求
1.一种用于在启动期间的陀螺仪动态电动机振幅补偿的系统，该系统包括 至少一个陀螺仪； 与该陀螺仪操作通信的至少一个处理器； 与该处理器操作地耦合的至少一个存储器单元； 其中该存储器单元和该处理器被配置成分别存储和执行多个程序模块，这些程序模块包括 先验电动机振幅模块，被配置成基于启动期间的陀螺仪电动机振幅增长的模型来生成先验电动机振幅信号； 稳态标度因子模块，被配置成生成稳态标度因子信号；以及 动态电动机振幅补偿模块，被配置成从该电动机振幅模块接收该先验电动机振幅信号，并从该稳态标度因子模块接收该稳态标度因子信号； 其中在该陀螺仪的启动阶段期间 由该陀螺仪感测速率运动，并由该陀螺仪输出感测的速率信号；以及该动态电动机振幅补偿模块从该陀螺仪接收测量的电动机振幅信号，从该电动机振幅模块接收先验电动机振幅信号，或两者的组合，并输出时变标度因子，该时变标度因子被应用到感测的速率信号以在启动阶段期间从该陀螺仪产生精确感测的速率。
2.一种用于在启动期间的陀螺仪动态电动机振幅补偿的方法，该方法包括 从至少一个陀螺仪输出感测的速率信号； 接收先验电动机振幅信号或测量的电动机振幅信号，或接收先验电动机振幅信号和测量的电动机振幅信号两者； 接收稳态标度因子信号； 基于该稳态标度因子信号，以及该先验电动机振幅信号或该测量的电动机振幅信号，或该先验电动机振幅信号和测量的电动机振幅信号的组合，来计算时变标度因子；以及将该感测的速率信号乘以该时变标度因子，以便为该陀螺仪提供调整的感测速率，该调整的感测速率在陀螺仪电动机启动期间提供电动机振幅补偿和精确速率估计。
3.一种用于在陀螺仪的启动期间的动态电动机振幅补偿的方法，该方法包括 Ca)确定用于动态电动机振幅补偿的控制系统是否被启用； (b)如果该控制系统被启用，则将模型电动机振幅增长函数或测量的电动机振幅信号，或模型电动机振幅增长函数和测量的电动机振幅信号两者，输入到电动机振幅速率补偿算法中； (c)在该陀螺仪的启动期间将该电动机振幅速率补偿算法运行预定的时间段； (d)确定该时间段是否已经期满；以及 Ce)重复(a)到(d)直到该时间段已经期满。
4.一种用于在启动期间的陀螺仪动态电动机振幅测量的系统，该系统包括 至少一个陀螺仪； 模数转换器，其被操作地耦合到该陀螺仪并被配置成从该陀螺仪接收电动机振幅信号; 整流电路，其被操作地耦合到模数转换器的输出并被配置成从该模数转换器接收数字化的电动机振幅信号；以及低通滤波器，其被操作地耦合到整流电路的输出并被配置成从该整流电路接收整流的电动机振幅信号； 其中从 该低通滤波器的输出获得陀螺仪电动机振幅的实时测量，该陀螺仪电动机振幅的实时测量可用来在陀螺仪电动机启动期间标定实际感测的陀螺仪速率。
全文摘要
一种用于在启动期间的陀螺仪动态电动机振幅补偿的系统，该系统包括各种程序模块，这些程序模块包括先验电动机振幅模块，被配置成基于启动期间的陀螺仪电动机振幅增长的模型来生成先验电动机振幅信号；稳态标度因子模块，被配置成生成稳态标度因子信号；以及动态电动机振幅补偿模块，被配置成接收该先验电动机振幅信号，和该稳态标度因子信号。在启动期间，由该陀螺仪感测速率运动，并由该陀螺仪输出感测的速率信号。该动态电动机振幅补偿模块从该陀螺仪接收测量的电动机振幅信号、接收先验电动机振幅信号，或两者的组合，并输出时变标度因子，该时变标度因子被应用到感测的速率信号以在启动阶段期间从该陀螺仪产生精确感测的速率。
文档编号G01C25/00GK102818578SQ201210187969
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月8日 优先权日2011年6月10日
发明者T.J.汉森, M.W.韦伯, S.拉库尔西耶 申请人:霍尼韦尔国际公司