自20世纪80年代以来,对角速率敏感的MEMS陀螺仪角速度计受到越来越多的关注。根据性能指标,MEMS陀螺仪同样可以分为三级:速率级、战术级和惯性级。速率级陀螺仪可用于消费类电子产品、手机、数码相机、游戏机和无线鼠标;战术级陀螺仪适用于工业控制、智能汽车、火车、汽船等领域;惯性级陀螺仪可用于卫星、航空航天的导航、制导和控制。 其工作原理是利用角动量守恒原理及科里奥效应测量运动物体的角速率。它主要是一个不停转动的物体,它的转轴指向不随承载它的支架的旋转而变化。 与加速度计工作原理相似,陀螺仪的上层活动金属与下层金属形成电容。当陀螺仪转动时,他与下面电容板之间的距离机会发生变化,上下电容也就会因此而改变。电容的变化跟角速度成正比,由此我们可以测量当前的角速度。无锡凌思科技有限公司是一家专业提供惯性导航系统的公司,期待您的光临!广州LINS688B惯性导航单元厂家
零偏不稳定性(Bias Instability) IMU传感器的零偏会随着时间发生漂移的现象被称为零偏不稳定性bias instability,也被称为flicker noise。零偏不稳定性通常会在低频下被观察到,而高频的闪烁噪声往往会被白噪声所掩盖。 由闪烁噪声引起的偏差波动通常被建模为随机游走(random walk)。零偏不稳定性测量描述了在固定条件(通常为恒温)下,在指定的时间段内传感器的零偏发生的变化。他是一款陀螺仪传感器或者IMU十分重要的指标。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。广州LINS688B惯性导航单元价格无锡凌思科技有限公司致力于提供惯性导航系统,有想法的可以来电咨询!
由于陀螺仪输出的角速度是瞬时量,而角速度在姿态平衡上是不能直接使用的,需要角速度与时间积分计算角度,由此得到的角度变化量与初始角度相加,就得到目标角度,其中积分时间Dt越小,输出角度就越精确,但陀螺仪的原理决定了它的测量基准是自身,并没有系统外的参照物,加上Dt是不可能无限小的,所以积分的累积误差会随着时间流逝迅速增加,较终导致输出角度与实际不符,所以陀螺仪只能工作在相对较短的时间尺度内,单独工作一段时间后,得到的数据就会偏差非常大,所以实际应用中,都会把陀螺仪与其他定位系统相融合,不断矫正。
传感器还可能具有交叉灵敏度,很多时候需要对此进行补偿,即使无须补偿,至少也需要加以了解。此外,惯性传感器的性能指标存在许多不同的标准,这使得上述问题的解决更加困难。当指定角速率传感器要求时,多数工业系统设计工程师主要关心的是陀螺仪稳定性(随时间发生的偏置估算),消费级陀螺仪通常不会规定这一特性。如果传感器的线性加速度性能较差,那么即使0.003°/s的良好陀螺仪偏置稳定性也可能毫无意义。例如,假设线性加速度特性为0.1°/s/G,在旋转±90° (1 G)的简单情况下,这将给0.003°/s的偏置稳定性增加0.1°的误差。加速度计通常与陀螺仪一起使用,以便检测重力影响,并且提供必要的信息来驱动补偿过程。 为了优化传感器性能并尽可能缩短开发时间,需要深入了解传感器灵敏度和应用环境。校准计划可以针对影响较大的因素进行定制,从而减少测试时间和补偿算法开销。面向具体应用的解决方案将适当的传感器与必要的信号处理结合在一起,如果具备高性价比并且提供现成可用的标准系统接口,这些解决方案将能消除许多工业客户过去所面临的实施和生产障碍。无锡凌思科技有限公司是一家专业提供惯性导航系统的公司,有想法可以来我司咨询!
为了得到飞行器的位置数据,须对惯性导航系统每个测量通道的输出积分。陀螺仪的漂移将使测角误差随时间成正比地增大,而加速度计的常值误差又将引起与时间平方成正比的位置误差。这是一种发散的误差(随时间不断增大),可通过组成舒拉回路、陀螺罗盘回路和傅科回路 3个负反馈回路的方法来修正这种误差以获得准确的位置数据。 舒拉回路、陀螺罗盘回路和傅科回路都具有无阻尼周期振荡的特性。所以惯性导航系统常与无线电、多普勒和天文等导航系统组合,构成高精度的组合导航系统,使系统既有阻尼又能修正误差。 惯性导航系统的导航精度与地球参数的精度密切相关。高精度的惯性导航系统须用参考椭球来提供地球形状和重力的参数。由于地壳密度不均匀、地形变化等因素,地球各点的参数实际值与参考椭球求得的计算值之间往往有差异,并且这种差异还带有随机性,这种现象称为重力异常。正在研制的重力梯度仪能够对重力场进行实时测量,提供地球参数,解决重力异常问题。无锡凌思科技有限公司为您提供惯性导航,有需要可以联系我司哦!广州MEMS惯性导航传感器价格
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在室内环境中,由于GPS信号受限,IMU成为了重要的定位技术。研究团队通过粒子滤波算法和多传感器融合技术,探讨了IMU和UWB测量数据的融合,展示了它们在室内定位中的综合潜力。IMU能够捕捉精确的短期运动动态,而UWB提供凌思定位,通过融合这些数据可以补偿传感器类型的固有局限性,实现更精确的位置跟踪。实验评估显示,IMU与UWB数据融合明显提高了室内定位的准确度。 在室外环境中,GPS是一种常用的定位技术,但受天气、建筑物等环境因素的影响,容易出现定位误差。IMU虽然不受环境影响,但存在累积误差问题。因此,将GPS和IMU融合使用可以充分利用两者的优点,弥补两者的缺点,实现高精度定位与导航。融合技术基于滤波技术,如卡尔曼滤波(Kalman Filter),通过将GPS和IMU的定位信息进行融合处理,得到更准确的定位结果。 总结来说,IMU定位技术通过与其他定位技术的融合,如GPS和UWB,可以在不同环境中实现高精度的位置和姿态测量。这种融合不较提高了定位的准确性,还能有效克服单一技术带来的局限性。广州LINS688B惯性导航单元厂家
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