惯性测量装置,包括加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。前者是测量物体的加速度,后者又被叫做角速度传感器,是测量角速度的。利用这些装置的参数,计算并导航看起来似乎很简单,但是由于采样频率一般很高(一秒内几十甚至几百次),所以累加起来误差很容易扩大,所以长时间的导航仍然有很大的困难。在失去位置的时候,导航软件知道速度、车辆的位置、行驶路线等信息。结合加速度传感器提供的加速度,可以根据二次积分的方式计算出加速度产生的位移,然后根据初始速度计算出速度产生的位移,进而推算出车辆新的位置。这样,在没有GNSS 情信号的况下仍然可以继续导航。惯导系统不需要特定的时间或者地理因素,随时随地都可以运行。长三角惯性导航市场
惯性导航系统通过对陀螺仪测量的角速度进行积分运算和坐标变换,计算车体的姿态角(横滚、俯仰角)和方位角。根据姿态角可以计算出重力加速度在各个坐标轴上的分量,加速度计测量得的各轴加速度,减去重力加速度分量后积分,得到速度和位置。惯导计算得到的状态,用于预测车辆当前的位置,再和卫星定位接收机得到的位置(或观测数据)进行比较。比较的偏差包含了惯导的推算误差和卫星接收机的定位误差,通过数据融合算法进行加权后,用于修正惯导的预测,让惯导的预测越来越准确。长三角惯性导航市场惯性导航系统有望凭借其自主性成为自动驾驶高精度定位中必不可少的关键部件。
惯性导航技术的原始应用都采用稳定平台技术。在这样的系统里,惯性敏感器安装在一个稳定平台上,并与运载体的转动进行隔离。平台系统现在仍然很常用,特别是在需要精确估算导航参数的场合(如船舶和潜艇)。现代系统通过把敏感器固连(或固定)在运载体的亮体上而去除了平台系统大部分的机械复杂性。和等效的平台系统相比,这种方法的潜在好处是成本降低、尺寸减小、可靠性提高。结果,小型、精确的惯性导航系统现在可以装到小型导弹上,所带来的主要问题是计算复杂性明显增加,而且需要能测量高转速的器件。然而,计算机技术的不断进步与造用敏感器的开发相结合,使这种设计成为现实。
惯性导航的局限:之所以会出现卫星导航,还是因为惯性导航的确定了。比起其他导航,惯性导航有一个较大的局限:积累误差。MCU的运算都是量化的,难免会有误差,而惯性导航更是持续计算,积累起来的误差有时会达到不可接受的地步,解决这个问题的办法通常就是补偿和修正:每隔一段时间重新调整一下位置、速度、角速度这些量进行校正。4、惯性导航的应用前景:惯性导航在现在应用较多的是把惯性导航和GPS、北斗卫星导航结合在一起,做成组合导航来使用。比如GPS/北斗+惯性导航一体车载组合导航系统。使用惯性导航系统的目的是什么?
惯导系统由陀螺仪和加速度计两部分组成:1、陀螺仪有稳定指向一个方向的性质,并且不与外界的运动相关联。将这样的设备装在方向发生转动的物体上时,就可以测量出物体转动的角度。2、加速度计能够测出物体运动的加速度值,配合时间记录,根据s=(1/2)a*t^2即可计算出距离。三轴陀螺仪分别指向坐标轴中的xyz轴,在这三轴上再加上加速度计,就组成了惯性导航装置。通过三轴角度变化,三轴距离累计,就可以测量出物体在三维空间中的三轴位置移动,即三维空间位移,但是你会发现这样的装置只能测量出相对位移,即在时间记录中某两个时刻之间的位移。惯性导航系统主要的优点是什么?长三角惯性导航市场
无人机惯性导航系统具有使用成本低,机动灵活,载荷多样性,用途普遍,操作简单,安全可靠等优点。长三角惯性导航市场
惯性导航,是指通过测量运动体的加速度并进行积分运算,获得运动体的瞬时速度和瞬时位置数据的技术,主要由陀螺仪和加速度计提供物理参数。卫星导航系统需要依靠卫星完成导航工作,而惯性导航依靠自身搭载的惯性器件完成导航工作,不依靠外界信息,也不向外部辐射能量,具备较高的隐蔽性。同时,惯性导航系统可以全天候工作于高空、地表、水下等各种环境,覆盖范围较广,与卫星导航系统相比数据提供也更为丰富,是一种自主式导航系统。组合导航是指综合各种导航设备来进行导航的技术。大多数组合导航系统以惯导系统为主,其原因主要是由于惯性导航能够提供较多的导航参数和全姿态信息等参数,相较其他导航系统更为优越。长三角惯性导航市场
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