1. 加速度計上電校準零偏是否可行？

答案是否，以PX4飛控為例，在NED系下，水平放置時，機體測量加速度的資料應該是[0 0 -g]，所以，除非你確定你的飛控校準加速度零偏的時候是絕對的水平，否則只會加大誤差，更別談每次上電自動校準，減零偏了，試想一下，如果我就是要飛機在斜坡上起飛，那飛機飛起來回平就完全不對了，飛機認為的水平已經不是你所見的水平。

2.加速度計校準有哪些方法？

主要有兩種，一種是依賴於高精度的外部裝置，比如轉檯等，進行的精確標定；主要校準安裝誤差，比例係數和零位偏移。方法為靜態六位置法標定法。六位置法一般需要藉助高精度轉檯進行試驗測試，將姿態解算測試系統水平固定在轉檯測試檯面上，安裝過程中保證系統座標系與轉檯測試面座標系重合，對加速度感測器的各敏感軸進行豎直向上和向下測試，通過轉動轉檯的內框-中框-外框對加速度計三個軸共測試六次。利用最小二乘法計算對六位置資料行進最小誤差估計得到 12 個誤差係數。具體方法可以參考一些導航方面的書籍論文。

另外一種則是重力參考標定，飛控會自動執行程式碼或離線資料採集進行引數計算。我們主要講工程上最實用的，明顯第二種比較簡單實用，一般來講，是不會用到轉檯這類裝置進行精確標定的，原因就是裝置太貴，買不起。所以一般採用重力參考標定方式。

3.加速度校準的原理？

靜態放置情況下，無論加速度計計的位置在哪，所測的的加速度模值始終應該是當地重力加速度。

4.校準的目的？

換個說法，就是如果不校準會怎樣？簡單來講，會影響你姿態解算的精度，比如互補濾波，解算的靜態精度與測量的重力加速度有直接關係，所以能提高姿態解算的精度。

5.可不可以不校準？

實際應用也可以不校準加速度計，畢竟，精度再差，也不差那麼一些，當然，如果對飛控的精度要求比較高，還是校準最好。

加速度計一般校準一次即可，不需要每次都上電校準，所以，也可以採集離線資料，校準之後，將引數寫入你的飛控程式碼。

6.如何做？

主要介紹兩種方法，包括pixhawk飛控的演算法解析。

6.1離線資料matlab計算

飛控靜止下，隨便轉幾個面，保持一段時間，記錄飛控的加速度資料。

建立模型：

帶入上式，進行最小二乘擬合，matlab中用lsqcurvefit函式，求出a1-a6引數。

實驗結果如圖所示：

圖中看出，校準後，加速度計資料的輸出更接近重力加速度g，與重力加速度的誤差更小。

得到引數如下：

1.0010    0.1178   1.0059   -0.2940    0.9926   0.1514

6.2 PX4韌體加速度計校準演算法

因為不是外部裝置（轉檯）進行標定，所以校準的原理與前面介紹的一樣，都採用重力加速度作為參考。

建立模型：

accel_corr[3]是參考向量，也就是重力加速度向量

accel_T[3][3]是轉換矩陣，包含旋轉和尺度縮放

accel_raw[3]是實際測量的加速度向量

accel_offs[3]是加速度資料的零點偏移

飛控採用六面校準，即取6個面的資料，則可以得到參考向量。

分別對應頭朝上，朝下，朝左，朝右，反向，水平放置，則實測的資料accel_raw_ref[6][3]。

步驟：

一、先求出每個軸的偏移，方法是利用重力加速度在每個軸上的最大最小資料，求和後除以2得到。

二、下面求accel_T[3][3]矩陣的引數，包含9個未知引數，一個軸有3個數據，每個方向有3個軸資料，所以這時只需取樣3面數據即可。

展開：

即轉換成A * x = b形式。

x = A^-1 * b

接著就是求解線性方程組，求出x矩陣，即accel_T[3][3]。

具體程式碼見src\modules\commander\accelerometer_calibration.cpp檔案。

7.幾個需要注意的點

Ø  前面有提到，在採集資料的時候，主要是要獲得靜態狀態下資料，所以最好不要加速晃動飛控採集，同樣的原理，比如開源pixhawk飛控校準的時候，在擺6個面的時候，儘量緩慢，且保持一段時間；

Ø  雖然求出了12個引數，但是pixhawk飛控輸出加速度資料的時候，也只用了6個數據，3個零偏，3個尺度變換因子，即accel_T矩陣的對角元素；

Ø  前面所述的演算法，只是核心的思想，PX4飛控實際的模型還包含了旋轉資訊。

這裡的rot矩陣，主要是根據你的飛控安裝方向，外接羅盤的安裝方向進行的資料座標系校正；

Ø  加速度資料的標定並不能保證你的飛行是水平的，如果有幾度的安裝誤差，飛起來會怎樣？很顯然，飛機會以固定的角度，一直往一個地方飄。

如果有讀者對飛控研發的某些知識點，有不清楚的地方可以在評論下寫明，筆者會挑一些普遍的問題進行講解。後續文章主要方向還是演算法方面，且偏向工程應用，具體的理論推導就不闡述了。