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深圳辅助驾驶惯性测量单元方案设计

来源: 发布时间:2021-05-11

惯性导航系统的误差解决方法

通常是估计理论(尤其是卡尔曼滤波),提供理论框架,结合来自不同传感器的信息。常见的替代传感器是一种卫星导航广播(如全球定位系统可以在直接能见度高时用于各种地面交通工具)。室内应用程序可以使用计步器、距离测量设备,或其他类型的位置传感器。通过适当地将惯性导航系统(INS)和其他系统(GPS / INS)的信息融合,误差的位置和速度是可以稳定的。此外,当GPS信号不可用(例如当车辆穿过隧道)时,惯性导航系统(INS)可以用作暂时性反馈。

惯性导航系统能够满足我们对运动物体更加精确的定位要求,尤其在一些需要高精度高准确度的设备中应用及其普遍,也是未来运动物体定位发展的重要方向之一。 无锡凌思科技有限公司致力于提供惯性测量单元,欢迎新老客户来电!深圳辅助驾驶惯性测量单元方案设计

组合导航是近代导航理论和技术发展的结果,由于不同导航系统都有各自的优缺点以及适用领域,因此,将不同导航系统组合在一起可以提供超越单一导航系统的优越性能。目前,在实际应用中,已经很少使用单一系统来提供导航服务,并且随着理论与工程的发展,组合导航技术的优越性表现地越来越明显。

随着航空航天领域以及武器的发展,对导航系统的要求不断提高,建立低成本、高精度、高可靠性、强自主性的导航系统显得尤为迫切。目前,各国纷纷建立自己的卫星导航系统,并已逐步投入使用。如何更好地开发利用卫星导航系统,为运载体提供高精度的导航信息,已经成为各国导航领域的热点问题。 深圳辅助驾驶惯性测量单元方案设计惯性测量单元,就选无锡凌思科技有限公司,有想法的可以来电咨询!


惯性导航系统(INS,以下简称惯导)是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。捷联式惯性导航系统:利用安装在惯性平台上的,3个加速度计测出飞机沿互相垂直的3个方向上的加速度,由计算机将加速度信号对时间进行一次和二次积分,得出飞机沿3个方向的速度和位移,从而能连续地给出飞机的空间位置。测量加速度也可不采用惯性平台,而把加速度计直接装在机体上,再把航向系统和姿态系统提供的信号一并输入计算机,计算出飞机的速度和位移,这也是现代民用客机普遍才用的惯性导航方式。

就全球发展现状而言,现有的惯性传感器已经可以满足当前各种不同导航任务的精度指标要求。未来的主要目标是降低器件的成本、体积/重量和功耗等,具体包括以下几个方面:

① 材料和工艺:生产厂商采用低劳动密集型生产模式和批量处理技术,选用硅片、石英、或结合光电材料(如铌酸锂)等新型材料,制造惯性传感器。

② 成本:包括产品自身成本和操作维护费用。由于大规模的批量生产,惯性传感器成本在大幅下降。

③ 体积:惯性测量传感器在不断向轻量化、小型化、微型化方向发展;未来一些新型的惯性传感器将无法用肉眼识别,如:NEMS(Nano—Electro—Mechanical System)和光学NEMS 。

④ 研究热点:一方面集中在小型化MEMS惯性器件的性能提高和有效封装上,另一方面集中在光学传感器上,尤其是对采用集成光学的FOG的研究。

⑤ 期望:在各个精度级别上,均能获得尺寸小且价格低廉的惯性传感器。

惯性传感器的发展情况直接决定了惯性导航系统的开发和应用,惯性传感器自身的成本、体积和功耗影响了惯性导航系统的相应参数指标。因此,惯性测量传感器的发展需要权衡以下几个因素:精确性、连续性、可靠性、成本、体积/重量、功耗。 无锡凌思科技有限公司为您提供惯性测量单元,有需求可以来电咨询!

根据谐振器陀螺仪的原理,MEMS结构也可提供角速率检测。当MEMS陀螺仪旋转时,可动指的位置变化通过电容的变化进行检测,由此得到的信号被送入一系列增益和解调级,产生电速率信号输出。某些情况下,该信号经转换后送入一个专有数字校准电路。

传感器内核周围的集成度和校准由终性能要求决定,但在许多情况下,可能需要进行运动校准,以便实现比较高的性能水平和稳定性。


工业环境:集成信号调理和传感器处理

在工业市场上,诸如振动分析、平台校正、一般运动控制之类的应用需要高集成度和高可靠度的解决方案,检测元件在许多情况下是直接嵌入到现有设备中。


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捷联式惯性导航系统:利用安装在惯性平台上的,3个加速度计测出飞机沿互相垂直的3个方向上的加速度,由计算机将加速度信号对时间进行一次和二次积分,得出飞机沿3个方向的速度和位移,从而能连续地给出飞机的空间位置。测量加速度也可不采用惯性平台,而把加速度计直接装在机体上,再把航向系统和姿态系统提供的信号一并输入计算机,计算出飞机的速度和位移,这也是现代民用客机普遍才用的惯性导航方式。

陀螺仪和加速度计是惯性导航系统中不可缺少的测量器件。现代高精度的惯性导航系统对所采用的陀螺仪和加速度计提出了很高的要求,因为陀螺仪的漂移误差和加速度计的零位偏值是影响惯导系统精度的直接的和重要的因素,因此如何改善惯性器件的性能,提高惯性组件的测量精度,特别是陀螺仪的测量精度,一直是惯性导航领域研究的重点。 深圳辅助驾驶惯性测量单元方案设计