Pixhawk学习5.2——传感器标定之陀螺仪

相对于加速度计，Pixhawk中陀螺仪的校准比较简单。
陀螺仪的主要量测量为角速度，其安装在飞控中之后的量测模型如下：
Wm = K * Mi * Wb + delta + n
其中：
Wm[3] 为陀螺仪实际测到的角速度；
K[3][3] 为陀螺仪的刻度系数;
Mi[3][3] 为陀螺仪的安装矩阵，即陀螺仪与机体之间的旋转矩阵；
delta[3] 为陀螺仪零偏；
n[3] 为噪声。

由于Pixhawk中MEMS陀螺的精度都比较差，而实际使用时也只是提供瞬时的角速度值，且在姿态解算时算法会根据其他传感器的数据对陀螺数据进行修正。因此该模型可近似为：
Wm = K * Mi *Wb + delta
即略去了噪声项，剩下K，MI，delta三个参数需要标定。

首先，不同于加计有重力加速度g作为衡量标准来进行标定，陀螺仪的标定没有外界参考，总不能把飞机放在速率转台上进行标定测试。有人说不是有地球自转角速度吗？要知道，地球自转约24小时360度，折算下来大约0.004度/秒，这对于这种贴片式MEMS陀螺仪来说是根本测不到的。因此，陀螺仪的刻度系数K就没法精确测量了。（其实MEMS陀螺出厂有一个大致的标定，且刻度系数K的误差可在姿态解算时采用的比例系数进行纠正，因此该系数在程序中设定为1。）

其次，根据上述分析，Mi应该也无法测量。好在IMU要么是一体（即陀螺和加计的安装矢量一致），要么陀螺加计分开，但在制版贴片时一般也会将安装矢量对其。所以Mi可以采用标定加计时的旋转矩阵确定。

最后，就剩下delta了。前面也讲到，地球自转角速度为0.004度/秒，这相对于飞机的运动角速度简直就可以忽略，因此陀螺仪在静态下的输出Wm = 0 + delta，就是陀螺仪的零偏。

Pixhawk程序中就是将静态采集的陀螺仪数据累加求平均，作为零偏值进行补偿。

陀螺仪的校准程序位置：
src/modules/commander/gyro_calibration.cpp
主要用到函数
do_gyro_calibration(orb_advert_t mavlink_log_pub)
和
static calibrate_return gyro_calibration_worker(int cancel_sub, void data)。
在此不再粘贴具体程序。

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