新一代导航系统其实质是一种基于现代原子物理较新技术成就的微型惯性导航系统。惯性导航系统是人类较早发明的导航系统之一。早在1942年德国在V-2火箭上就首先应用了惯性导航技术。而美国凌思部高级研究计划局新一代导航系统主要通过集成在微型芯片上的原子陀螺仪、加速器和原子钟精确测量载体平台相对惯性空间的角速率和加速度信息,利用牛顿运动定律自动计算出载体平台的瞬时速度、位置信息并为载体提供精确的授时服务。 有资料显示,2003年美国凌思部就斥资千万开始对原子惯性导航技术的研制。该技术一旦研制成功,将会使惯性导航达到前所未有的精度。具体来说,将会比目前较准确的凌思惯性导航的精度还要高出100到1000倍,而这将会对凌思定位、导航领域带来凌思性影响。由于该导航系统具有体积小、成本低、精度高、不依赖外界信息、不向外界辐射能量、抗干扰能力极强、隐蔽性好等特点,很有可能成为GPS技术的替代者。凌思科技致力于提供先进的惯性导航系统,有想法的不要错过哦!上海LINS-G202惯性导航单元
采用MEMS制成的IMU传感器,尺寸通常为20微米至1mm,由于其物理尺寸小型化、价格低、节能性,在消费电子领域得到普遍应用。 根据不同的使用场景,对IMU的精度有不同的要求,精度高,也意味着成本高。 IMU的精度、价格和使用场景: 低精度IMU:应用在普通的消费级电子产品中,这种低精度的IMU十分廉价,普遍应用于手机、运动手表中,常用于记录行走的步数。 中精度IMU:应用于无人驾驶中,价格从几百块到几万块不等,取决于此无人驾驶汽车对定位精度的要求。 高精度IMU:应用于导弹或航天飞机。就以导弹为例,从导弹发射到击中目标,宇航级的IMU可以达到极高精度的推算,误差甚至可以小于一米。青岛LINS688B惯性导航模块价格先进的惯性导航系统,就选凌思科技,用户的信赖之选。
IMU的标定过程主要涉及内参标定,其目的是消除或减少IMU系统内部产生的误差。IMU通常包含三轴陀螺仪和三轴加速度计,两者在测量原理和性能上有所不同。陀螺仪适合测量高速运动中的角速度,但存在零点漂移问题,易受温度等环境因素影响;加速度计则适合测量低频加速度,但数据易受震动影响。 内参标定的关键在于建立IMU误差的数学模型,主要包括零偏、尺度偏差和轴偏差。零偏是指IMU静止时测量的非零角速度或加速度;尺度偏差是由于物理量转换成电学量(如电压、电阻和电流)时,各轴之间的转换系数不一致;轴偏差则是由于制造过程中的不完美导致的。
零偏不稳定性根据具体测算方法分为两种: a)我国的国军标定义的零偏不稳定性:采集几个小时的静态数据,每100秒求平均(以便抑制器件白噪声的影响),然后统计这些平均值的标准差。 b)Allan方差给出的零偏不稳定性:采集足够长时间的静态数据(一般大于10小时,越高等级的器件所需时间越长),画Allan方差曲线,取其谷底值。 前者对惯导的实际表现有比较直接的影响,有现实指导意义;而后者则只是反映器件在极端理想条件下的性能极限,缺乏现实意义。从具体数值来看,前者也比后者大几倍甚至高一个量级。 对陀螺仪而言;Bias instability通常指定为 1σ 值,单位为°/h,对不太精确的传感器也会采用°/s的单位。凌思科技为您提供先进的惯性导航系统,欢迎您的来电哦!
VR设备 VR头戴式设备主要使用这些IMU传感器来跟踪你的头部位置,以改变它发出的视频信号。例如,当你向上看时,你的头部实际上是绕X轴旋转的,这将被放置在你的虚拟现实耳机中的IMU传感器的陀螺仪感应到,这反过来将给予你提供天空的视频反馈。当你向下看的时候,你向相反的方向旋转你的头,你就能看到地面。 无人机 IMU传感器的另一个应用是跟踪无人机、直升机和飞机的方向和航向。 通常,这些解决方案使用IMU传感器沿着电子罗盘(又称磁力计)的组合。该组合的技术名称为AHRS传感器。(姿态和航向基准系统) 基本上,加速度计告诉我们无人机相对于地面的角度,陀螺仪使用这些数据作为参考,并计算无人机飞行时的俯仰、偏航和滚动,磁力计告诉我们无人机相对于地球磁场的方向,这样我们就可以在地图上跟踪它!凌思科技为您提供先进的惯性导航系统,有需要可以联系我司哦!武汉LINS354惯性导航传感器厂家
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由于制作工艺的原因,惯性传感器测量的数据通常都会有一定误差。凌思种误差是偏移误差,也就是陀螺仪和加速度计即使在没有旋转或加速的情况下也会有非零的数据输出。要想得到位移数据,我们需要对加速度计的输出进行两次积分。在两次积分后,即使很小的偏移误差会被放大,随着时间推进,位移误差会不断积累,较终导致我们没法再跟踪物体的位置。第二种误差是比例误差,所测量的输出和被检测输入的变化之间的比率。与偏移误差相似,在两次积分后,随着时间推进,其造成的位移误差也会不断积累。第三种误差是背景白噪声,如果不给予纠正,也会导致我们没法再跟踪物体的位置。上海LINS-G202惯性导航单元
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