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accelcal

Parámetros de calibración del acelerómetro.

Desde R2023b

Sintaxis

[A,b] = accelcal(D)

[A,b] = accelcal(XUP,XDOWN,YUP,YDOWN,ZUP,ZDOWN)

[A,b] = accelcal(___,Gravity=g)

Descripción

[A,b] = accelcal(D) devuelve la matriz A y el vector b utilizados para corregir las mediciones del acelerómetro no calibradas en función de los datos de calibración D.

Después de obtener A y b, obtenga los datos calibrados C a partir de los datos no calibrados U utilizando C = U*A + b, donde U es una matriz M por 3 y cada fila de U es una medición del acelerómetro no calibrado.

[A,b] = accelcal(XUP,XDOWN,YUP,YDOWN,ZUP,ZDOWN) especifica los datos de medición en seis orientaciones de calibración como se muestra en Orientaciones de calibración del acelerómetro.

[A,b] = accelcal(___,Gravity=g) especifica el valor de la constante de gravedad de la Tierra g.

Ejemplos

Calibrar mediciones del acelerómetro

Cree un objeto imuSensor para generar datos de medición. De forma predeterminada, el marco de referencia del objeto es el marco noreste abajo (NED). Especifique los parámetros del acelerómetro para que las mediciones contengan una polarización constante y algo de ruido aleatorio.

accelParams =  accelparams(ConstantBias=[.1 .2 -.1],...
    NoiseDensity=1e-2*ones(1,3));
imu = imuSensor(Accelerometer=accelParams);
disp(imu.ReferenceFrame)

NED

Defina los ángulos de Euler para seis orientaciones de calibración y conviértalos en cuaterniones.

orients = [...
    0 90 0 % xUp
    0 0 -90 % yUp
    0 180 0 % zUp
    0 -90 0 % xDown 
    0 0 90 % yDown    
    0 0 0]; % zDown
quats = quaternion(orients,"eulerd","ZYX","frame");
N = numel(quats);

Suponga que las aceleraciones externas y las velocidades angulares son ambas 0. Simule el sensor IMU para obtener las mediciones de calibración.

exAcc = zeros(N,3);
angVel = zeros(N,3);
D = imu(exAcc,angVel,quats)

D = 6×3

   -9.6490    0.2225   -0.1925
    0.0146   -9.5593    0.0153
   -0.0210    0.1928   -9.9271
    9.9363    0.1840   -0.0210
    0.0008    9.9094   -0.0655
    0.2828    0.1528    9.7232

Utilice la función accelcal para obtener los parámetros de calibración.

[A,b] = accelcal(D)

A = 3×3

    1.0018    0.0019   -0.0087
    0.0006    1.0078    0.0041
   -0.0154    0.0020    0.9986

b = 1×3

   -0.0956   -0.1852    0.0779

Verifique los parámetros de calibración utilizando las mediciones de calibración.

DCali = D*A+b

DCali = 6×3

   -9.7587    0.0199   -0.0298
   -0.0872   -9.8187    0.0534
    0.0365   -0.0111   -9.8339
    9.8589    0.0196   -0.0284
   -0.0875    9.8012    0.0535
    0.0380   -0.0109    9.7852

Cree algunas orientaciones aleatorias, obtenga las medidas del acelerómetro y calibre las medidas.

M = 10;
randomQuats = randrot(M,1);
U = imu(zeros(M,3),zeros(M,3),randomQuats);
C = U*A+b

C = 10×3

    9.1400    3.5374   -1.3008
   -7.1185   -6.8126   -0.7088
    7.1372   -6.8065   -0.5943
   -7.9362    1.5605    5.6203
    7.4397   -2.3143   -6.2363
    7.0758   -4.0794   -5.7321
    3.1250   -5.4306    7.2655
    0.8261   -9.7286    1.3509
    0.8486    2.8606   -9.2705
   -2.4922    8.5000   -3.9532

Argumentos de entrada

D — Mediciones en seis orientaciones de calibración.

matriz de N por 3

Mediciones en las seis orientaciones de calibración del acelerómetro, especificadas como una matriz N por 3. N es el número total de mediciones. Cada fila de la matriz es una medición en una de las seis orientaciones de calibración del acelerómetro, como se muestra en Orientaciones de calibración del acelerómetro. Para obtener mejores resultados, la matriz debe contener el mismo número de mediciones para las seis orientaciones.

Al interpretar los datos en D, la función asume por defecto que la constante de gravedad de la Tierra g es 9,81 m/s² o 1, lo que esté más cerca de la media de la norma de los datos.

Tipos de datos: single | double

XUP — Medidas en orientación x-arriba

Matriz N₁por-3

Medidas en la orientación x-up del acelerómetro, especificadas como una matriz N₁ por 3. N₁ es el número total de mediciones x-up. Cada fila de la matriz es una medida del acelerómetro. Consulte la sección Orientaciones de calibración del acelerómetro para obtener la definición de la orientación x-up.

Tipos de datos: single | double

XDOWN — Medidas con orientación x-abajo

Matriz N₂por-3

Mediciones en la orientación x hacia abajo del acelerómetro, especificadas como una matriz N₂ por 3. N₂ es el número total de mediciones x-down. Cada fila de la matriz es una medida del acelerómetro. Consulte la sección Orientaciones de calibración del acelerómetro para obtener la definición de la orientación x hacia abajo.

Tipos de datos: single | double

YUP — Medidas en orientación y-arriba.

Matriz N₃ por 3

Mediciones en la orientación y hacia arriba del acelerómetro, especificadas como una matriz N₃ por 3. N₃ es el número total de mediciones y-up. Cada fila de la matriz es una medida del acelerómetro. Consulte la sección Orientaciones de calibración del acelerómetro para obtener la definición de la orientación y hacia arriba.

Tipos de datos: single | double

YDOWN — Medidas con orientación y hacia abajo

Matriz N₄por-3

Mediciones en la orientación y hacia abajo del acelerómetro, especificadas como una matriz N₄ por 3. N₄ es el número total de mediciones hacia abajo en y. Cada fila de la matriz es una medida del acelerómetro. Consulte la sección Orientaciones de calibración del acelerómetro para obtener la definición de la orientación y hacia abajo.

Tipos de datos: single | double

ZUP — Medidas con orientación z-arriba

Matriz N₅por-3

Mediciones en la orientación z-up del acelerómetro, especificadas como una matriz N₅ por 3. N₅ es el número total de mediciones z-up. Cada fila de la matriz es una medida del acelerómetro. Consulte la sección Orientaciones de calibración del acelerómetro para obtener la definición de la orientación z-up.

Tipos de datos: single | double

ZDOWN — Medidas con orientación z-abajo

Matriz N₆ por 3

Mediciones en la orientación z hacia abajo del acelerómetro, especificadas como una matriz N₆ por 3. N₆ es el número total de mediciones z-down. Cada fila de la matriz es una medida del acelerómetro. Consulte la sección Orientaciones de calibración del acelerómetro para obtener la definición de la orientación z hacia abajo.

Tipos de datos: single | double

g — Constante de gravedad terrestre

escalar positivo

Constante de gravedad terrestre, especificada como un escalar positivo. Si no especifica este argumento, la función asume que la constante de gravedad de la Tierra g es 9,81 m/s² o 1, lo que esté más cerca de la media de la norma de los datos en D.

Ejemplo: 9.807

Tipos de datos: single | double

Argumentos de salida

A — Matriz de calibración

Matriz de 3 por 3

Matriz de calibración, devuelta como una matriz de 3 por 3.

Tipos de datos: single | double

b — Vector de compensación de calibración

Vector de 1 por 3

Vector de compensación de calibración, devuelto como un vector de 1 por 3.

Tipos de datos: single | double

Más acerca de

Orientaciones de calibración del acelerómetro

Para obtener los datos de medición para calibrar el acelerador, alinee la orientación del marco de medición del acelerómetro (X-Y-Z) con una de las seis orientaciones que se muestran en este diagrama. Por ejemplo, para obtener una medición x-arriba, alinee la dirección X positiva del marco de medición del acelerador en la dirección opuesta a la fuerza de gravedad, como se muestra en la primera figura.

Si el acelerómetro no tiene ningún error de calibración y su marco de medición está perfectamente alineado como se muestra en la figura, puedes obtener mediciones ideales en esta tabla.

Orientación	aX	aY	aZ
X-arriba	-g	0	0
X-Abajo	+g	0	0
Sí	0	-g	0
Y-abajo	0	+g	0
Z-arriba	0	0	-g
Z-Abajo	0	0	+g

En la tabla, a_X, a_Y y a_Z son los componentes de aceleración X, Y y Z, respectivamente. g es la constante de gravedad local de la Tierra.

Referencias

[1] AN4508 Application Note: Parameters and Calibration of a Low-G 3-Axis Accelerometer.

Historial de versiones

Introducido en R2023b

Consulte también

magcal | imuSensor | accelparams