无人机MEMS-IMU传感器全自动标定的方法及系统与流程

本发明涉及无人机mems-imu传感器标定技术领域。更具体地说，本发明涉及一种无人机mems-imu传感器全自动标定的方法及系统，主要用于对无人机飞行控制器惯性测量单元(imu)的快速准确初始标校。

背景技术：

无人机的微机电系统(mems)包括mems-imu传感器(惯性测量单元(imu))，imu包括三轴加速度计和三轴陀螺仪以及相应的嵌入式处理程序，其中，三轴加速度计和三轴陀螺仪用于检测载体相对于惯性坐标系的独立三轴加速度和角速度，嵌入式处理程序根据测得物体在三维空间中的角速度和加速度可以解算出物体的姿态。

mems-imu传感器价格便宜，体积小，在导航、无人机、vr、机器人以及智能手环等诸多领域得到广泛应用，比如消费级无人机常用的mpu6050，但由于环境因素，加工误差，器件差异等常常导致imu的一致性比较差，且温度变化对imu传感器的影响尤其明显，因此，mems-imu的标定显得尤其重要。目前无人机飞行控制器进行全温度段标定时，存在重复劳动成本高、误差大的问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种无人机mems-imu传感器全自动标定的方法，实现受温度影响不大的近似线性区域少标定，降低重复劳动成本，规避现有分段标定导致的误差大问题。

本发明还有一个目的是提供一种无人机mems-imu传感器全自动标定的系统，提供一种全自动标定装置。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种无人机mems-imu传感器全自动标定的方法，包括以下步骤：

s1、以室温作为分界点，将待标定温度范围划分两个温度区间；

s2、在室温下对mems-imu传感器计进行标定，并获得该标定点下的标校数据；

s3、确定进行标定的温度区间，对该温度区间进行标定，具体为：

s30、以当前测量温度为温度起点，δt作为相邻两次测量的温度变化值，确定变化后温度，判断变化后的温度是否超出该温度区间；

s31、若是，完成该温度区间的标定；

s32、若否，以当前标定点的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在变化后温度下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

s33、若是，进行步骤s30；

若否，以变化后的温度作为新的标定点进行标定，并获得该标定点温度下的标校数据，进行步骤s30。

优选的是，mems-imu传感器包括三轴陀螺仪和三轴加速度计，步骤s2中对mems-imu传感器计进行标定具体包括对三轴陀螺仪进行标定和对三轴加速度计进行标定。

优选的是，对三轴陀螺仪进行标定具体为：

在标定点温度下，保持mems-imu传感器静止，连续采集三轴陀螺仪x轴角速度数据、y轴角速度数据、z轴角速度数据各至少100次，而后分别求取对应平均值得陀螺仪的x轴零偏、y轴零偏、z轴零偏；

依据x轴零偏、y轴零偏、z轴零偏对三轴陀螺仪进行标定，并构成该标定点温度下三轴陀螺仪的标校数据。

优选的是，对三轴加速度计进行标定具体为：

建立三轴加速度计的误差模型accel，accel＝maccel*saccel*(accelimu-biasaccel)，其中，maccel为三轴加速计的正交性误差，saccel为三轴加速度计的比例因子，accelimu为采集的三轴加速度计数据，biasaccel为三轴加速度计的零偏；

在标定点温度下，采用六面体校准法，在六个位置下分别连续采集三轴加速度计数据各至少30次，而后分别求取平均值得到三轴加速度计在六个位置下的accelimu数据；

将误差模型accel进行矩阵计算后令paccel＝saccel^-1*maccel^-1，写成增广矩阵，得accelimu＝[paccel|biasaccel]*acceli，依据三轴加速度计在六个位置下的数据accelimu，求出paccel的最小二乘解和零偏biasaccel；其中，

根据maccel具有保模性得到三轴加速度计的比例因子saccel；

根据paccel＝saccel^-1*maccel^-1，得正交性误差maccel；

依据零偏biasaccel、比例因子saccel、正交性误差maccel对三轴加速度计进行标定，并构成该标定点温度下三轴加速度计的标校数据。

优选的是，步骤s32中，判断补偿后的数据是否小于误差阈值，具体包括判断三轴陀螺仪补偿后的数据是否小于误差阈值和判断三轴加速度计补偿后的数据是否小于误差阈值，其中，陀螺仪补偿后的数据为三轴陀螺仪三轴的真实角速度，三轴加速度计补偿后的数据为重力加速度g在三轴的分量。

优选的是，δt＝1℃。

优选的是，三轴陀螺仪数据的误差阈值为0.2°/s，三轴加速度计数据的误差阈值为0.01g。

一种无人机mems-imu传感器全自动标定的系统，包括：

传感器数据采集单元，其与mems-imu传感器连接，用于采集mems-imu传感器的数据；

控制及数据处理单元，其通过一数据传输单元与传感器数据采集单元连接，传感器数据采集单元通过数据传输单元将采集的数据传输至控制及数据处理单元；

转台单元，其与控制及数据处理单元连接，用于接收并执行控制及数据处理单元发送的角度指令，其中，mems-imu传感器置于转台单元上；

自动控制恒温单元，其与控制及数据处理单元连接，用于接收并执行控制及数据处理单元发送的温度指令，其中，mems-imu传感器位于自动控制恒温单元控温范围内；

其中，以室温作为分界点，将待标定温度范围划分两个温度区间，接收开始指令后，控制及数据处理单元控制流程设置为：

sa、确定进行标定的温度区间，在室温下对mems-imu传感器计进行标定，并获得该标定点下的标校数据；

sb、以当前测量温度为温度起点，δt作为相邻两次测量的温度变化值，确定变化后温度，判断变化后的温度是否超出该温度区间；

sc、若是，完成该温度区间的标定；

sd、若否，发送期望温度至自动控制恒温单元并确定mems-imu传感器达到期望温度，发送期望角度至转台单元并确定mems-imu传感器达到期望角度，以当前标定点的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在变化后温度下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

se、若是，进行步骤sb；

若否，以变化后的温度作为新的标定点进行标定，并获得该标定点温度下的标校数据，进行步骤sb。

优选的是，所述自动控制恒温单元包括压缩机组、通过软管与所述压缩机组连接的温箱；

所述转台单元包括：

平台组件，其包括设于所述温箱下方且输出轴可转动穿过所述温箱底面的旋转电机、设于所述温箱内的放置平台、设于所述温箱下方且输出轴可移动穿过所述温箱底面的四个调平伸缩电机，其中，所述放置平台底面中心处具有一横截面为非圆柱状带动槽，所述旋转电机顶端具有与所述伸缩槽匹配的带动杆，四个调平伸缩电机沿周向呈与所述放置平台同轴设置的矩形排布，所述放置平台顶面呈十字形交叉设置凹陷设置x轴槽、y轴槽；

锁定组件，其包括一对分设于所述放置平台沿x轴方向两端的y轴导板、一对分设于所述放置平台沿y轴方向两端的x轴导板，沿周向任意相邻y轴导板、x轴导板可拆卸固接，其中一x轴导板上、其中一x轴导板上y轴导板上沿对应中心轴向凹陷具有纵向截面非圆形的翻转槽，另一x轴导板上、另一x轴导板上y轴导板上沿对应中心轴向凹陷具有纵向截面为圆形的移动槽，所述移动槽底面由铁质材料制成；

翻转组件，其包括位于所述温箱外靠近其中一翻转槽一侧翻转电机、固设于所述翻转电机输出轴的涡轮、与所述涡轮啮合设置的蜗杆、位于所述温箱外与所述翻转电机相对一侧的翻转伸缩电机，其中，所述蜗杆的输出轴可转动穿过所述温箱并与所述翻转槽相适配，所述翻转伸缩电机的输出轴可转动穿过所述温箱并与所述移动槽相适配，所述蜗杆的输出轴、所述翻转伸缩电机的输出轴、与所述蜗杆的输出轴相对的翻转槽、与所述翻转伸缩电机相对的移动槽同轴设置，所述翻转伸缩电机的输出轴的自由端由磁性材料制成，其中，所述翻转伸缩电机的输出轴与对应移动槽的磁性连接力度小于所述蜗杆带动所述mems-imu传感器翻转的力度所述转台单元包括：

平台组件，其包括设于所述温箱下方且输出轴可转动穿过所述温箱底面的旋转电机、设于所述温箱内的放置平台、设于所述温箱下方且输出轴可移动穿过所述温箱底面的四个调平伸缩电机，其中，所述放置平台底面中心处具有一横截面为非圆柱状带动槽，所述旋转电机顶端具有与所述伸缩槽匹配的带动杆，四个调平伸缩电机沿周向呈与所述放置平台同轴设置的矩形排布，所述放置平台2顶面凹陷具有x轴槽21、y轴槽，所述x轴槽、y轴槽呈l形交叉；

锁定组件，其包括一对分别位于所述放置平台沿x轴方向两端的y轴导板、一对分别位于所述放置平台沿y轴方向两端的x轴导板，沿周向任意相邻y轴导板、x轴导板可拆卸固接构成用于固定容纳mems-imu传感器的空间，y轴导板、x轴导板的边长均相等，以使y轴导板、x轴导板固接构成正立方体，其中一x轴导板上、其中一y轴导板上沿对应中心轴方向凹陷具有端面非圆形的翻转槽，另一x轴导板上、另一y轴导板上沿对应中心轴方向凹陷具有端面为圆形的移动槽，所述移动槽底面由铁质材料制成；

翻转组件，其包括位于所述温箱外靠近其中一个翻转槽一侧的翻转电机、固设于所述翻转电机输出轴的涡轮、与所述涡轮啮合设置的蜗杆、位于所述温箱外设于与所述翻转电机相对一侧的翻转伸缩电机，其中，所述蜗杆的输出轴可转动穿过所述温箱并与所述翻转槽相适配，所述翻转伸缩电机的输出轴可转动穿过所述温箱并与所述移动槽相适配，所述蜗杆的输出轴、所述翻转伸缩电机的输出轴、与所述蜗杆的输出轴相对的翻转槽、与所述翻转伸缩电机相对的移动槽同轴设置，所述翻转伸缩电机的输出轴的自由端由磁性材料制成，其中，所述翻转伸缩电机的输出轴与对应移动槽的磁性连接力度小于所述蜗杆带动所述mems-imu传感器翻转的力度。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、全自动计算出mems-imu传感器在全温度范围内对应的数据，降低了人力成本，并实现在线自动化处理，显著提高了效率，且避免了人为操作引入的人为误差，保证了mems-imu传感器标定后的一致性，还能一次性对多无人机mems-imu传感器进行标校。

第二、先在室温下进行标定，使用理论(在温度微小变化内数据漂移近乎为线性关系)，然后以室温为分隔点，以1℃为温度变化值改变温度，并用室温(标定点)下的补偿数据去计算温度变化后的数据，如果补偿后的数据小于误差阈值，则继续变温，如果补偿后的数据大于误差阈值，则在该温度下进行标定一次，形成新的标定点，然后不断进行判断，直至实现全温度段标定，实现受温度影响不大的近似线性区域少标定，降低重复劳动成本的效果，将近似任务温度区间认为为黑盒，进行在线判断，直到误差大于阈值便进行标定处理，实现规避现有分段标定导致的误差大问题；

其中，考虑对无人机来说，其基本处于小动态状态，因此对于三轴加速度陀螺仪仅计算静止状态下的三轴角速度零偏，对于三轴加速度计考虑其对姿态和位置速度修正的重要性，采用六面体校准法计算零偏，正交误差和比例因子。

第三、转台单元配合自动控制恒温单元给被测mems-imu传感器提供所需的温度环境和对应通过六面体校准法所需6个位置的角度调整，由于mems-imu传感器在最终测定状态时，其直接位于放置平台上，不与外界传动件构成刚性连接，提高调平效果；进一步，温箱内不设置工作发热组件(电机等)，提高温箱自身温度控制稳定性，且减少温箱温度变化对发热组件的寿命损耗。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一种技术方案所述无人机mems-imu传感器全自动标定的系统的结构框图；

图2为本发明的其中一种技术方案所述无人机mems-imu传感器全自动标定的方法的流程图；

图3为本发明的其中一种技术方案所述转台单元的结构示意图；

图4为本发明的其中一种技术方案所述放置平台的结构示意图。

附图标记具体为：旋转电机1；带动杆10；放置平台2；带动槽20；x轴槽21；y轴槽22；调平伸缩电机3；y轴导板4；翻转槽40；移动槽41；翻转电机5；涡轮6；蜗杆7；翻转伸缩电机8。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

<实施例1>

一种无人机mems-imu传感器全自动标定的方法，包括以下步骤：

s1、确定待标定温度范围，具体为-45℃-70℃；

确定室温(当前室内温度)为25℃，以室温作为分界点，将待标定温度范围划分两个温度区间，其中一温度区间定义为低温温度区间[-45℃,25℃]，另一温度区间定义为高温温度区间[25℃,75℃]；

s2、在室温下对mems-imu传感器计进行标定，并获得该标定点下的标校数据；

s3、确定进行标定的温度区间为低温温度区间[-45℃,25℃]，对该温度区间进行标定，具体为：

s30、以25℃为温度起点，δt＝1℃作为温度变化值(对于低温温度区间，每次温度变化为降低1℃)，确定变化后温度为24℃；

s31、变化后的温度不超出低温温度区间；

s32、以当前标定点(25℃)的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在24℃下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

s33、是，则判定24℃相对于25℃的温度变化导致的数据漂移满足要求，用25℃的补偿数据直接补偿24℃时数据，而无需在24℃时进行标定；

s34、继续降温至23℃(其在低温温度区间)，以当前标定点(25℃)的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在23℃下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

s35、否，则判定23℃相对于25℃的温度变化导致的数据漂移不满足要求，则不能直接用25℃的补偿数据直接补偿23℃时数据，而需要对23℃进行重新标定一次，获得23℃的标校数据，23℃构成新的标定点；

s36、继续降温至22℃(其在低温温度区间)，以当前标定点(23℃)的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在22℃下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

……

sn、继续降温至-45℃(其在低温温度区间)，以-45℃在前的标定点的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在-45℃下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

sn+1、是，则判定-45℃相对于其在前的标定点的温度变化导致的数据漂移近乎为线性关系，用在前的标定点的补偿数据直接补偿-45℃时数据，而无需在-45℃时进行标定；

sn+2、继续降温至-46℃，判定其不在低温温度区间；

s4、对另一温度区间(高温温度区间[25℃,75℃])进行标定，具体为：

s40、以25℃为温度起点，δt＝1℃作为温度变化值(对于高温温度区间，每次温度变化为升高1℃)，确定变化后温度为26℃；

s41、变化后的温度不超出高温温度区间；

s42、以当前标定点(25℃)的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在26℃下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

s33、是，则判定26℃相对于25℃的温度变化导致的数据漂移满足要求，用25℃的补偿数据直接补偿26℃时数据，而无需在26℃时进行标定；

s34、继续升温至27℃(其在低温温度区间)，以当前标定点(25℃)的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在27℃下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

s35、否，则判定27℃相对于25℃的温度变化导致的数据漂移比较的，不满足要求，则不能直接用25℃的补偿数据直接补偿27℃时数据，而需要对27℃进行重新标定一次，获得27℃的标校数据，27℃构成新的标定点；

s36、继续升温至28℃(其在低温温度区间)，以当前标定点(27℃)的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在28℃下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

……

sm、继续升温至75℃(其在低温温度区间)，以75℃在前的标定点的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在75℃下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

sm+1、是，则判定75℃相对于其在前的标定点的温度变化导致的数据漂移近乎为线性关系，用在前的标定点的补偿数据直接补偿75℃时数据，而无需在75℃时进行标定；

sm+2、继续升温至76℃，判定其不在高温温度区间，完成全温度段标定。

在上述实施例中，先在室温下进行标定，使用理论(在温度微小变化内数据漂移近乎为线性关系)，然后以室温为分隔点，以1℃作为温度变化值改变温度(对于低温温度区间为间隔1℃的降低温度，对于高温温度区间为间隔1℃的升高温度)，并用室温(标定点)下的补偿数据去计算温度变化后的数据，如果补偿后的数据小于误差阈值，则继续变温，如果补偿后的数据大于误差阈值，则在该温度下进行标定一次，形成新的标定点，然后不断进行判断，直至实现全温度段标定，实现受温度影响不大的近似线性区域少标定，降低重复劳动成本，同时规避了现有分段标定导致的误差大问题，将近似任务温度区间认为为黑盒，进行在线判断，直到误差大于阈值便进行标定处理。

<实施例2>

一种无人机mems-imu传感器全自动标定的方法，包括以下步骤：

s1、确定待标定温度范围，具体为-55℃-100℃；

确定室温(当前室内温度)为24℃，以室温作为分界点，将待标定温度范围划分两个温度区间，其中一温度区间定义为低温温度区间[-55℃,24℃]，另一温度区间定义为高温温度区间[24℃,100℃]；

s2、在室温下对mems-imu传感器计进行标定，并获得该标定点下的标校数据；

s3、确定进行标定的温度区间为低温温度区间，对该温度区间进行标定，具体为：

s30、以当前测量温度为温度起点，δt＝1℃作为相邻两次测量的温度变化值(间隔1℃的降低温度)，确定变化后温度，判断变化后的温度是否超出该温度区间；

s31、若是，完成该温度区间的标定，进行步骤s4；

s32、若否，以当前标定点的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在变化后温度下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

s33、若是，进行步骤s30；

若否，以变化后的温度作为新的标定点进行标定，并获得该标定点温度下的标校数据，进行步骤s30；

s4、确定进行标定的温度区间为高温温度区间，对该温度区间进行标定，具体为：

s40、以当前测量温度为温度起点，δt作为相邻两次测量的温度变化值(间隔1℃的升高温度)，确定变化后温度，判断变化后的温度是否超出该温度区间；

s41、若是，完成整个温度区间的标定；

s42、若否，以当前标定点的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在变化后温度下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

s43、若是，进行步骤s40；

若否，以变化后的温度作为新的标定点进行标定，并获得该标定点温度下的标校数据，进行步骤s40；

其中，mems-imu传感器包括三轴陀螺仪和三轴加速度计，步骤s2中对mems-imu传感器计进行标定具体包括对三轴陀螺仪进行标定和对三轴加速度计进行标定；

对三轴陀螺仪进行标定具体为：

在调整的温度点下，采用静态放置求取平均值方法，即保持无人机mems-imu传感器静止，连续采集三轴陀螺仪x轴、y轴、z轴数据各100次，分别求取对应平均值便可得陀螺仪的三轴零偏值，如式(1)(2)(3)所示：

其中，gyrox，gyroy和gyroz为静止状态下mems-imu传感器的三轴陀螺仪输出的的x轴角速度数据、y轴角速度数据、z轴角速度数据，biasgyrox，biasgyroy和biasgyroz为三轴陀螺仪的x轴角速度零偏、y轴角速度零偏、z轴角速度零偏；

当调整的温度点为标定点时，对该温度点进行标定后，用x轴角速度零偏、y轴角速度零偏、z轴角速度零偏作为三轴陀螺仪在标定点对应的标校数据；

当调整的温度点为非标定点时，用与其对应的标定点的标校数据对采集的三轴陀螺仪进行补偿，计算补偿后数据(三轴陀螺仪三轴的真实角速度，即x轴真实角速度、y轴真实角速度、z轴真实角速度)；

对三轴加速度计进行标定具体为：

建立加速度计误差模型如式(4)所示。

accel＝maccel*saccel*(accelimu-biasaccel)式(4)

其中，accel为静止状态下三轴加速度的真实值(即重力加速度g在三轴的分量)，如式(5)所示，

maccel为三轴加速计的正交性误差，如式(6)所示，

saccel为三轴加速度计的比例因子，如式(7)所示，

accelimu为静止状态下mems-imu加速度计采集的三轴加速度计数据，如式(8)所示，

biasaccel为三轴加速度计的零偏，如式(9)所示。

由加速度计误差模型可知，已知accelimu，只需计算maccel，saccel和biasaccel即可得到accel的值，通过将式(4)进行矩阵计算可得式(10)：

accelimu＝(maccel*saccel)^-1*accel+biasaccel＝saccel^-1*maccel^-1*accel+biasaccel式(10)

令paccel＝saccel^-1*maccel^-1，则写成增广矩阵，如式(11)所示：

accelimu＝[paccel|biasaccel]*acceli式(11)

其中，

采用六面体校准法，即将传感器分别放置x轴朝上，x轴朝下，y轴朝上，y轴朝下，z轴朝上，z轴朝下六个位置，在六个位置下分别连续采集三轴加速度计数据各30次，分别求取平均值得到六个位置下三轴加速度的数据accelimu；

根据重力原理，忽略地球自转和公转，当物体静止放置时，会受到垂直向下的大小约为9.806m/s²的重力加速度g，因此，当x轴朝下时可得，accelx＝g，accely＝0，accelz＝0，依次类推，可得，

将六个位置下采集的三轴加速度的平均值accelimu带入式(11)，即可求出paccel的最小二乘解和biasaccel，再根据正交性误差矩阵maccel具有保模性(即每一列的模为1)的性质可以得到三轴加速度计的比例因子saccel，如式12所示，

再根据paccel＝saccel^-1*maccel^-1，即可得maccel＝paccel^-1*saccel^-1。

综上即可获得mems-imu加速度计传感器(三轴加速度计)的零偏biasaccel，正交性误差maccel和比例因子saccel，进而获得accel；

当调整的温度点为标定点时，对该温度点进行标定后，用零偏biasaccel，正交性误差maccel和比例因子saccel作为三轴加速度计在标定点对应的标校数据；

当调整的温度点为非标定点时，用与其对应的标定点的标校数据对采集的三轴加速度计进行补偿，计算补偿后数据(三轴真实的加速度数据，即重力加速度g在三轴的分量)。

在上述实施例中，考虑对无人机来说，其基本处于小动态状态，因此对于三轴加速度陀螺仪仅计算静止状态下的三轴角速度零偏，对于三轴加速度计考虑其对姿态和位置速度修正的重要性，采用六面体校准法计算零偏，正交误差和比例因子。

如图1-4所示，本发明提供一种无人机mems-imu传感器全自动标定的系统，包括：

传感器数据采集单元，其与mems-imu传感器连接，用于采集mems-imu传感器的数据，具体包括三轴陀螺仪和三轴加速度计的数据；

控制及数据处理单元，其通过数据传输单元与传感器数据采集单元连接，传感器数据采集单元通过数据传输单元将采集的数据传输至控制及数据处理单元，其中，可采用有线或无线方式传输，采用但不限于ttl串口传输；

转台单元，其与控制及数据处理单元连接，用于接收并执行控制及数据处理单元发送的角度指令，其中，mems-imu传感器置于转台单元上，转台单元具体可为主要通过两个正交分布的电机进行旋转实现平台的全向转动，并通过电机编码器采集电机的角度进行反馈控制，保证平台精确旋转至控制及数据处理单元发送的期望角度，保证mems-imu传感器在不同角度下获得数据；

自动控制恒温单元，其与控制及数据处理单元连接，用于接收并执行控制及数据处理单元发送的温度指令，其中，mems-imu传感器位于自动控制恒温单元控温范围内，主要用于响应控制及数据处理单元发送的期望温度并保证温度处于稳定状态，实现mems-imu传感器在不同温度下进行标定；

其中，对用于安装转台单元的平台用水平仪进行水平校准，对转台两轴的正交性进行确定，然后将传感器数据采集单元(内含mems-imu传感器)固定在两轴转台单元的平台上，并确定传感器数据采集单元位于自动控制恒温单元控制范围内(将转轴平台配合传感器数据采集单元整体放置于自动控制恒温单元中，亦可将自动控制恒温单元固连于两轴转台单元的平台上)，系统通电初始化完成后，人工操作控制及数据处理单元发送开始标定指令，系统开始全自动运行标校任务，接收开始指令后，系统自动运行标校任务的流程如图2所示，具体为：

步骤1，控制及数据处理单元发送期望温度给恒温箱(自动控制恒温单元)；

步骤2，自动控制恒温单元改变恒温箱的温度至期望温度；

步骤3，控制及数据处理单元通过反馈温度判断恒温箱内是否达到期望温度，若否，进行步骤2，若是，进行步骤4；

步骤4，控制及数据处理单元发送期望角度至转台单元；

步骤5，转台单元改变角度至期望角度；

步骤6，控制及数据处理单元通过反馈角度判断转台单元角度是否达到期望角度，若否，进行步骤5，若是，进行步骤7；

步骤7，控制及数据处理单元通过传感器数据采集单元采集数据(三轴加速度计采用六面体校准法进行标定)；

步骤8，判断六个位置(传感器分别放置x轴朝上，x轴朝下，y轴朝上，y轴朝下，z轴朝上，z轴朝下六个位置)是否采集完全，若否，进行步骤6，若是，进行步骤9；

步骤9，若该温度为室温，计算此温度下的误差标校数据(可不进行步骤2和步骤3)；

若该温度不为室温，以该温度对应标定点的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在该温度下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值，若是，进行步骤10，若否，进行步骤11；

s10、以当前测量温度为温度起点，δt作为相邻两次测量的温度变化值，确定变化后温度，判断变化后的温度是否超出该温度区间，若是，完成标校，若否，进行步骤1；

s11，以变化后的温度作为新的标定点进行标定，并获得该标定点温度下的标校数据，进行步骤10。

在上述技术方案中，以室温作为分界点，将待标定温度范围划分两个温度区间，接收开始指令后，控制及数据处理单元控制流程设置为：

sa、确定进行标定的温度区间，在室温下对mems-imu传感器计进行标定，并获得该标定点下的标校数据；

sb、以当前测量温度为温度起点，δt作为相邻两次测量的温度变化值，确定变化后温度，判断变化后的温度是否超出该温度区间；

sc、若是，完成该温度区间的标定；

sd、若否，发送期望温度至自动控制恒温单元并确定mems-imu传感器达到期望温度，发送期望角度至转台单元并确定mems-imu传感器达到期望角度，以当前标定点的标校数据去补偿并计算mems-imu传感器在变化后温度下的数据，判断补偿后的数据是否小于误差阈值；

se、若是，进行步骤sb；

若否，以变化后的温度作为新的标定点进行标定，并获得该标定点温度下的标校数据，进行步骤sb；采用这种技术方案，全自动计算出mems-imu传感器在全温度范围内对应的数据，降低了人力成本，并实现在线自动化处理，显著提高了效率，且避免了人为操作引入的人为误差，保证了mems-imu传感器标定后的一致性，还能一次性对多无人机mems-imu传感器进行标校。

在另一种技术方案中，所述自动控制恒温单元包括压缩机组、通过软管与所述压缩机组连接的温箱，所述温箱通过支座支撑，工作过程中压缩机组工作以控制温箱内温度；

所述转台单元包括：

平台组件，其包括设于所述温箱下方且输出轴可转动穿过所述温箱底面的旋转电机1、设于所述温箱内的放置平台2、设于所述温箱下方且输出轴可移动穿过所述温箱底面的四个调平伸缩电机3，其中，所述放置平台2底面中心处具有一横截面为非圆柱状带动槽20，所述旋转电机1顶端具有与所述伸缩槽匹配的带动杆10，四个调平伸缩电机3沿周向呈与所述放置平台2同轴设置的矩形排布，所述放置平台2顶面凹陷具有x轴槽21、y轴槽22，所述x轴槽、y轴槽22呈l形交叉；

锁定组件，其包括一对分别位于所述放置平台2沿x轴方向两端的y轴导板4、一对分别位于所述放置平台2沿y轴方向两端的x轴导板，沿周向任意相邻y轴导板4、x轴导板可拆卸固接构成用于固定容纳mems-imu传感器的空间，y轴导板、x轴导板的边长均相等，以使y轴导板、x轴导板固接构成正立方体，其中一x轴导板上、其中一y轴导板4上沿对应中心轴方向凹陷具有端面非圆形的翻转槽40，另一x轴导板上、另一y轴导板4上沿对应中心轴方向凹陷具有端面为圆形的移动槽41，所述移动槽41底面由铁质材料制成；

翻转组件，其包括位于所述温箱外靠近其中一个翻转槽40一侧的翻转电机5、固设于所述翻转电机5输出轴的涡轮6、与所述涡轮6啮合设置的蜗杆7、位于所述温箱外设于与所述翻转电机5相对一侧的翻转伸缩电机8，其中，所述蜗杆7的输出轴可转动穿过所述温箱并与所述翻转槽40相适配，所述翻转伸缩电机8的输出轴可转动穿过所述温箱并与所述移动槽41相适配，所述蜗杆7的输出轴、所述翻转伸缩电机8的输出轴、与所述蜗杆7的输出轴相对的翻转槽40、与所述翻转伸缩电机8相对的移动槽41同轴设置，所述翻转伸缩电机8的输出轴的自由端由磁性材料制成；

其中，x轴槽21沿mems-imu传感器x轴方向设置，y轴槽22沿mems-imu传感器y轴方向设置，x轴导板配合y轴导板4实现对mems-imu传感器沿周向的固定，且定位后x轴导板及其上对应的翻转槽40、移动槽41均平行于所述x轴槽21，定位后y轴导板4及其上对应的翻转槽40、移动槽41均平行于所述y轴槽22；

当四个调平伸缩电机3收缩至输出轴最高端低于所述旋转电机1输出轴连接带动杆10的最高端时，所述旋转电机1的带动杆10匹配设置于带动槽20，旋转电机1工作带动放置平台2旋转调节x轴槽21、y轴槽22与所述翻转组件的相对位置，其中，所述翻转伸缩电机8的输出轴与对应移动槽41的磁性连接力度小于所述蜗杆7带动所述mems-imu传感器翻转的力度。

使用过程中，包括以下步骤：

安装锁定组件；

将mems-imu传感器置于放置平台2顶面槽体(x轴槽)内，且使mems-imu传感器的x轴平行于所述x轴槽21，y轴平行于所述y轴槽22，控制四个调平伸缩电机3使放置平台2调平，且y轴导板上的翻转槽40和移动槽41分别与所述蜗杆7的输出轴、所述翻转伸缩电机8的输出轴同轴设置，实现z轴朝上；

所述翻转伸缩电机8输出轴伸长，使其输出轴匹配插设于对应移动槽41内(所述翻转伸缩电机8的输出轴端部与对应移动槽41磁接)，所述翻转伸缩电机8继续伸长，带动所述mems-imu传感器在所述x轴槽21内移动(翻转组件设于所述y轴槽22沿长度方向的两侧)，使翻转电机5的输出轴匹配设于对应翻转槽40内，控制四个调平伸缩电机3收缩提供翻转电机5工作带动mems-imu传感器翻转90°的空间(相对于蜗杆而言，顺时针旋转90°)，翻转后所述调平伸缩电机3伸长承接翻转后mems-imu传感器，即所述调平伸缩电机3伸长，带动所述放置平台2支撑所述mems-imu传感器，所述伸缩电机8收缩使其输出轴在x轴槽21槽壁的抵挡下脱离移动槽41，控制四个调平伸缩电机3使放置平台2调平，且其中一对翻转槽40和移动槽41与所述蜗杆7的输出轴、所述伸缩电机8的输出轴同轴设置，实现y轴朝上；

所述翻转伸缩电机8伸长，使其输出轴匹配插设于对应移动槽41内(所述翻转伸缩电机8的输出轴与对应移动槽41磁接)，所述翻转伸缩电机8继续伸长，带动所述mems-imu传感器在所述x轴槽21内移动(翻转组件设于所述y轴槽22沿长度方向的两侧)，使翻转电机5的输出轴匹配设于对应翻转槽40内，控制四个调平伸缩电机3收缩提供翻转电机5工作带动mems-imu传感器继续翻转90°的空间(相对于蜗杆而言，顺时针继续旋转90°)，所述调平伸缩电机3伸长承接翻转后mems-imu传感器，即所述调平伸缩电机3伸长，带动所述放置平台2支撑所述mems-imu传感器，所述翻转伸缩电机8收缩使其输出轴在x轴槽21槽壁的抵挡下脱离移动槽41，控制四个调平伸缩电机3使放置平台2调平，且其中一对翻转槽40和移动槽41与所述蜗杆7的输出轴、所述翻转伸缩电机8的输出轴同轴设置，实现z轴朝下；

所述翻转伸缩电机8伸长，使其输出轴匹配设于对应移动槽41内(所述翻转电机5的输出轴与对应移动槽41磁接)，所述翻转伸缩电机8继续伸长，带动所述mems-imu传感器在所述x轴槽21内移动(翻转组件设于所述y轴槽22的两侧)，使翻转电机5的输出轴匹配设于对应翻转槽40内，控制四个调平伸缩电机3收缩提供翻转电机5工作带动mems-imu传感器继续翻转90°的空间，所述调平伸缩电机3伸长接收翻转后mems-imu传感器，所述调平伸缩电机3伸长，带动所述放置平台2支撑所述mems-imu传感器，所述翻转伸缩电机8收缩使其输出轴在x轴槽21槽壁的抵挡下脱离移动槽41，控制四个调平伸缩电机3使放置平台2调平，实现y轴朝下；

四个调平伸缩电机3收缩至输出轴最高端低于所述旋转电机1输出轴连接带动杆10的最高端，所述旋转电机1的带动杆10匹配设置于带动槽20，旋转电机1工作带动放置平台2旋转调节使y轴槽22与所述翻转组件相对位置，即使x轴导板上的翻转槽40和移动槽41分别与与所述翻转组件相对位置；

控制四个调平伸缩电机3使放置平台2调平，且沿y轴的一对翻转槽40和移动槽41与所述蜗杆7的输出轴、所述翻转伸缩电机8的输出轴同轴设置，所述翻转伸缩电机8伸长，使其输出轴匹配设于对应移动槽41内(所述翻转伸缩电机8的输出轴与对应移动槽41磁接)，所述翻转伸缩电机8继续伸长，带动所述mems-imu传感器在所述y轴槽22内移动(翻转组件设于所述x轴槽21的两侧)，使翻转电机5的输出轴匹配设于对应翻转槽40内，控制四个调平伸缩电机3收缩提供翻转电机5工作带动mems-imu传感器翻转90°的空间，所述调平伸缩电机3伸长接收翻转后mems-imu传感器，所述调平伸缩电机3伸长，带动所述放置平台2支撑所述mems-imu传感器，所述翻转伸缩电机8收缩使其输出轴在y轴槽22槽壁的抵挡下脱离移动槽41，控制四个调平伸缩电机3使放置平台2调平，且其中一对翻转槽40和移动槽41与所述蜗杆7的输出轴、所述翻转伸缩电机8的输出轴同轴设置，实现x轴朝上；

所述翻转伸缩电机8伸长，使其输出轴匹配设于对应移动槽41内(所述翻转电机5的输出轴与对应移动槽41磁接)，所述翻转伸缩电机8继续伸长，带动所述mems-imu传感器在所述y轴槽22内移动(翻转组件设于所述x轴槽21的两侧)，使翻转电机5的输出轴匹配设于对应翻转槽40内，控制四个调平伸缩电机3收缩提供翻转电机5工作带动mems-imu传感器翻转270°的空间，所述调平伸缩电机3伸长接收翻转后mems-imu传感器，所述调平伸缩电机3伸长，带动所述放置平台2支撑所述mems-imu传感器，所述翻转伸缩电机8收缩使其输出轴在y轴槽22槽壁的抵挡下脱离移动槽41，控制四个调平伸缩电机3使放置平台2调平，实现x轴朝下。采用这种方案，转台单元配合自动控制恒温单元给被测mems-imu传感器提供所需的温度环境和对应通过六面体校准法所需6个位置的角度调整，由于mems-imu传感器在最终测定状态时，其直接位于放置平台2上，不与外界传动件构成刚性连接，提高调平效果；进一步，温箱内不设置工作发热组件(电机等)，提高温箱自身温度控制稳定性，且减少温箱温度变化对发热组件的寿命损耗。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。