A Direct Algorithm for Multi-Gyroscope Infield Calibration

要約

この論文では、同じデバイスにしっかりと取り付けられた 2 つのジャイロスコープのスケール係数だけでなく、回転の外部要因を推定する問題にも取り組みます。
特に、問題を最小二乗最小化として定式化し、反復を行わずに推定量を計算する直接アルゴリズムを導入することで、極小値を回避し、効率を向上させます。
さらに、ジャイロスコープの一般的な構成に対してスケール係数を地球規模まで決定できる一方で、回転外部要素が観察可能であることを示します。
この目的のために、1 対またはすべての軸が平行になるジャイロスコープの特別な配置も研究し、スケール ファクターの可観測性に与える影響を分析します。
最後に、シミュレーションと実際の実験でアルゴリズムを評価し、主要な動作とセンサー特性の関数としてそのパフォーマンスを評価します。

要約(オリジナル)

In this paper, we address the problem of estimating the rotational extrinsics, as well as the scale factors of two gyroscopes rigidly mounted on the same device. In particular, we formulate the problem as a least-squares minimization and introduce a direct algorithm that computes the estimated quantities without any iterations, hence avoiding local minima and improving efficiency. Furthermore, we show that the rotational extrinsics are observable while the scale factors can be determined up to global scale for general configurations of the gyroscopes. To this end, we also study special placements of the gyroscopes where a pair, or all, of their axes are parallel and analyze their impact on the scale factors’ observability. Lastly, we evaluate our algorithm in simulations and real-world experiments to assess its performance as a function of key motion and sensor characteristics.

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