查看陀螺儀和加速度計的慣性傳感器數(shù)據(jù)時，您會發(fā)現(xiàn)平均信號輸出通常存在小的偏移，即使沒有運動也是如此。這就是所謂的傳感器零偏(Sensor Bias)。在數(shù)據(jù)表中，此參數(shù)通常也表示為零重力偏移（zero-g offset對于加速度計）和零速率偏移（zero-rate offset 對于陀螺儀）。

圖 1 - MT Manager中慣性數(shù)據(jù)的屏幕截圖（所有 3 個軸的角速度）

圖 2 - Z 軸角速度的傳感器偏差

為什么會有傳感器偏差？

MTi 中使用的陀螺儀和加速度計是 MEMS（微機電系統(tǒng)）傳感器。這些傳感器的物理特性隨時間而變化，從而導致隨時間的不同特性。根據(jù)傳感器的使用和時間，內(nèi)部傳感器偏差會增加。

Xsens公司執(zhí)行的MTi標定怎么樣？

MEMS傳感器的物理特性因組件而異，為了糾正這些差異，所有 Xsens 慣性傳感器都經(jīng)過全面標定。如果不執(zhí)行標定，則傳感器零偏會高得多。盡管 MTi 已經(jīng)過標定，而且 MTi 使用高級算法來校正零偏，但傳感器的物理特性在產(chǎn)品的生命周期內(nèi)會發(fā)生變化，從而導致傳感器零偏。

傳感器零偏如何影響我的測量？

有兩個用例：

1. 輸出慣性數(shù)據(jù)
2. 輸出姿態(tài)數(shù)據(jù)

輸出慣性數(shù)據(jù)

在輸出慣性數(shù)據(jù)（陀螺儀和加速度計數(shù)據(jù)）時，在大多數(shù)情況下，您會在輸出中看到傳感器零偏。您可以在 MTi 靜止不動時測量零偏。請記住，零偏會發(fā)生變化，因此如果您長時間使用MTi慣性傳感器，則不能簡單地測量和減去固定零偏值。

輸出姿態(tài)數(shù)據(jù)

如果不進行零偏校正，并且如果您只使用陀螺儀來估計姿態(tài)，那么由于傳感器零偏，姿態(tài)估計會“漂移”。例如：如圖 2 所示，Z 軸陀螺儀偏差為 0.1 deg/s ，這意味著航向角將漂移0.1 deg/s。請參見下面的圖 3。

圖 3 - 在 MT Manager 中顯示的 60 秒內(nèi)未針對0.1 deg/s的零偏修正的方向漂移

MTi 如何糾正姿態(tài)輸出中的傳感器零偏？

MTi 的板載濾波器使用傳感器融合來修正傳感器零偏，同時估計方向。 MTi 使用陀螺儀、加速度計和磁力計（對于GNSS/INS型號還有GNSS信號）。結合這些傳感器使 MTi 能夠檢測和修正傳感器零偏。修正來源可以是：如使用加速度，地球的引力，角速度和磁場等。

使用磁場估計陀螺零偏

磁場可用于傳感器融合算法，以補償陀螺儀零偏。我們需要區(qū)分兩種情況：

1. 在不穩(wěn)定磁場環(huán)境中使用MTi
2. 在穩(wěn)定磁場環(huán)境中使用MTi

穩(wěn)定的磁場環(huán)境

磁力計在校正傳感器零偏方面起著重要作用。在引力不能用于確定方向的情況下（圖 3 中航向軸的情況），磁場可用于校正傳感器零偏 - 基本上，磁力計用作指南針，提供航向信息的絕對來源。需要選擇使用磁力計的濾波器(Filter Profile)，并且您需要執(zhí)行磁場映射MFM（請參閱磁校準手冊 ）。

使用磁力計校正方向時重要的是磁場必須足夠可靠。不均勻或受干擾的磁場是不可信的， 否則即使磁場不正確，MTi 也會根據(jù)磁場校正方向。

不穩(wěn)定的磁場環(huán)境

當磁場不能用于校正方向時，可以使用其他選項來校正傳感器零偏：

1. 執(zhí)行手動陀螺零偏估計
2. 選擇不使用磁力計的濾波器(Filter Profile)
3. 啟用主動航向穩(wěn)定 (AHS)