2024年第3期仪表技术与传感器InstrumentTechniqueandSensor基金项目:中国博士后科学基金(2019M650095);国家自然科学基金项目(51905258);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(SJCX23_1189)收稿日期:2023-08-29基于IMU在线校准的SLAM精度提升方法研究周霆威,乔贵方,刘娣,付冬梅,张颖南京工程学院自动化学院摘要:基于多传感器融合的SLAM算法是当前移动机器人实现精准定位和导航的关键技术之一,在分析了惯性测量单元(IMU)的系统误差会对SLAM算法的建图和导航精度影响较大,并且IMU的系统误差会随工作时间发生变化的问题后,提出了一种易于实现的IMU在线标定方法。该标定方法首先建立了IMU中加速度计和陀螺仪的误差模型。其次通过二维云台实现IMU的姿态调整。然后通过读取加速度传感器的静态数值实现加速度计的误差参数辨识。最后以标定后的加速度计输出数据和陀螺仪计算的旋转矩阵,实现陀螺仪的误差参数辨识。为验证以上标定算法的效果,文中基于标定前后的IMU分别进行SLAM建图实验,实验结果表明,基于标定后IMU的建图精度更好。关键词:惯性测量单元;误差标定;即时定位与地图构建;移动机器人;在线校准中图分类号:TP242文献标识码:AResearchonImprovingAccuracyofSLAMBasedonIMUOnlineCalibrationZHOUTingwei,QIAOGuifang,LIUDi,FUDongmei,ZHANGYingSchoolofAutomation,NanjingInstituteofTechnologyAbstract:SLAMalgorithmbasedonmulti-sensorfusionisoneofthekeytechnologiesformobilerobotstorealizeaccuratepositioningandnavigation.However,thesystematicerrorsoftheinertialmeasurementunithavealargeimpactonthemappingandnavigationaccuracyofSLAMalgorithm.Besides,thesystematicerrorsofIMUchangewiththeworkingtime.Tosolvethisproblem,thispaperproposedaneasy-to-implementonlinecalibrationmethodforIMU.ThecalibrationmethodfirstlyestablishedtheerrormodelofaccelerometerandgyroscopeinIMU.Secondly,theIMUattitudeadjustmentwasrealizedby2Dgimbal.Third-ly,theerrorparameteridentificationoftheaccelerometerwasrealizedbyreadingthestaticvalueofaccelerometersensor.Finally,theerrorparameteridentificationofthegyroscopewasrealizedwiththecalibratedaccelerometeroutputdataandtherotationma-trixcalculatedbythegyroscope.Inordertoverifytheeffectoftheabovecalibrationalgorithm,thispapercarriedoutSLAMmap-pingexperiments...
