惯性导航其实是较早使用的导航系统之一。惯性导航是一种通过测量运动物体的加速度,并自动进行积分运算,获得运动物体瞬时速度和瞬时位置数据的技术。惯性导航系统一般安装在运动物体内部,工作时不用依赖外界提供信息就能进行导航,不易受到干扰,是一种自主式导航系统。惯性测量装置一般包括加速度计和陀螺仪。加速度计是测量物体的加速度,陀螺仪又被叫做角速度传感器,是测量角速度的。利用这些装置记录的参数就可以计算并导航了。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,所以长时间使用惯性导航会导致误差很大,所以惯性导航适合在短时间内使用。惯性导航的工作原理是以牛顿力学定律为基础的。山东惯性导航模块
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。广东惯性导航INS价格惯性导航系统的惯性是如何实现的呢?
惯性导航的应用: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。但是在一定的前提下,短时间内的使用还是可行的。日常手机导航中,常常会出现隧道、高架、密林小路、高楼窄道等地段,导航突然不动了,直到车开到开阔地带,导航中的车位图标才突然跳过去,体验非常的不好。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的情况下仍然可以继续导航了。
惯性导航的目的是实现自主式导航,即不依赖外界信息,包括卫星信号、北极指引等。那么惯性是如何实现的呢?惯性导航工作的关键原理是:它从过去自身的运动轨迹推算出自己目前的方位。其工作技术原理不外乎就是以下三条基本公式:距离=速度×时间,速度=加速度×时间,角度=角速度×时间。首先,检测(或设定好)初始信息,包括初始位置、初始朝向、初始姿态等。然后,用IMU时刻检测物体运动的变化信息。其中,加速度计测量加速度,利用原理a=F/M,测量物体的线加速度,然后乘以时间得到速度,再乘以时间就得到位移,从而确定物体的位置;而陀螺仪则测量物体的角速率,以物体的初始方位作为初始条件,对角速率进行积分,进而时刻得到物体当前方向;还有电子罗盘,能在水平位置确认物体朝向。这3个传感器可相互校正,得到较为准确的姿态参数。惯性导航系统可全天候、全球、全时间的工作于空中地球表面乃至水下。
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。惯性导航具有哪些优势?车载领域惯性导航INS算法
目前无人机的导航技术主要有惯性导航、卫星导航、地形辅助导航、地磁导航等多个方面。山东惯性导航模块
惯性导航及控制系统开始主要为航空航天、地面及海上用户所应用,是现代系统的关键技术产品,被普遍应用于飞机、导弹、舰船、潜艇、坦克等领域。随着成本的降低和需求的增长,惯性导航技术已扩展到资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道等商用领域,甚至在机器人、摄像机、儿童玩具中也被普遍应用。即使在卫星导航大规模应用的现在,惯性导航仍具有不可替代性。惯导不接受卫星信号,也不向外辐射能量,因此隐蔽性、抗干扰性较强;惯导输出物体运动的姿态信息,而卫星导航无法跟踪姿态;惯性导航的频率大于卫星导航,可携带更多信息,适应载体的高速运动;惯导+卫星的组合导航优劣互补、已大规模应用。山东惯性导航模块
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