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成都進口慣性導航系統(tǒng)

來源: 發(fā)布時間:2023-05-08

慣性導航(INS)是以牛頓力學定律為基礎,利用慣性測量單元(IMU)測量載體的加速度及角速度信息,結合給定的初始運動條件,從而實時推算速度、位置、姿態(tài)等參數(shù)的導航設備。慣性導航系統(tǒng)有望憑借其自主性成為自動駕駛高精度定位中必不可少的關鍵部件。慣性導航應用:慣性導航在現(xiàn)在應用較多的是把慣性導航和GPS、北斗衛(wèi)星等導航系統(tǒng)結合在一起,做成組合導航來使用。比如GPS/北斗+慣性導航一體車載組合導航系統(tǒng)。這樣,在外界比較開放的環(huán)境中,可以使用GPS、北斗衛(wèi)星導航和定位;在樹蔭下、高樓群、高架橋、山間隧道、地下停車場等衛(wèi)星信號較弱甚至消失的場合,可以自動切換至慣性導航來提供準確的導航和定位信息。慣導系統(tǒng)不需要特定的時間或者地理因素,隨時隨地都可以運行。成都進口慣性導航系統(tǒng)

慣性導航的數(shù)據(jù)更新頻率更高,可以提供高頻率的定位結果輸出。攝像頭的幀率一般是30Hz,時間不確定性為33ms;GNSS延遲一般是100-200ms;而慣導預測狀態(tài)的延遲只有幾ms,因此可以用慣導估算并補償其他傳感器的延遲,實現(xiàn)全局同步。在車輛行駛的時候,GNSS的延遲是100ms,攝像頭拍攝環(huán)境目標時,圖像實際位置和GNSS報告的位置將會出現(xiàn)不一致,假設汽車時速120km/h,100ms的延遲意味著3.3米的距離的延遲,此時地圖和目標識別的精度再高也失去意義。而如果使用組合慣導,位置的延遲將約為2.5ms,由此導致的誤差只為0.08m,更能夠保證行車的安全性。成都進口慣性導航系統(tǒng)慣性導航系統(tǒng)隱蔽性好,因為它不向外發(fā)射信號,也不接收外部信號,所以不容易被發(fā)現(xiàn)。

慣性導航是怎么工作的呢?假設三軸加速度計,x軸一直指向東方,y軸一直指向北方,z軸一直指向天上,那么慣性導航的任務就變得特別簡單,x軸方向上加速度的積分,就是經(jīng)度的變化率,y軸方向上加速度的積分,就是緯度的變化率,z軸方向上加速度的積分,就是高度的變化率。有了經(jīng)緯度的變化率以及經(jīng)緯度的初始值,我們就很容易能夠求得物理當前所在的位置。這樣看來,如果不關注物體的朝向,只用加速度計就能實現(xiàn)慣性導航。然而實際上,我們還必須借助陀螺儀,簡單的原因就是,你如何不借助陀螺儀就能讓三軸加速度計x,y,z三個軸的指向一直保持東,北和天呢?根據(jù)上面的原理想法分析,人們就設計出了一款平臺式慣性導航系統(tǒng)(GINS)。這個系統(tǒng)說簡單點,就是設計了一個會自動調(diào)節(jié)的慣性平臺,不管物體怎么轉(zhuǎn)動,平臺能始終保持姿態(tài)不變。

慣性導航其實是較早使用的導航系統(tǒng)之一。慣性導航是一種通過測量運動物體的加速度,并自動進行積分運算,獲得運動物體瞬時速度和瞬時位置數(shù)據(jù)的技術。慣性導航系統(tǒng)一般安裝在運動物體內(nèi)部,工作時不用依賴外界提供信息就能進行導航,不易受到干擾,是一種自主式導航系統(tǒng)。慣性測量裝置一般包括加速度計和陀螺儀。加速度計是測量物體的加速度,陀螺儀又被叫做角速度傳感器,是測量角速度的。利用這些裝置記錄的參數(shù)就可以計算并導航了。但是由于采樣頻率一般很高(一秒內(nèi)幾十甚至幾百次),所以累加起來誤差很容易擴大,所以長時間使用慣性導航會導致誤差很大,所以慣性導航適合在短時間內(nèi)使用。慣性導航系統(tǒng)的慣性是如何實現(xiàn)的呢?

慣性導航的優(yōu)勢:1、慣性導航定位不需要外源信息:慣性導航可以說是個老古董了,但在現(xiàn)在其地位依舊不可動搖。不管是衛(wèi)星導航,還是無線電導航,都受限于外源信息。一旦衛(wèi)星不可用,沒有了導航臺,那么這些導航系統(tǒng)就完全癱瘓了。但慣性導航完全不需要借助外源的信息。它用于計算的初始數(shù)據(jù)來自自身,既不受外界干擾影響,也不向外發(fā)送任何信號,更不用借助任何其他設備。2、慣性導航定位的連續(xù)性:其他的導航定位系統(tǒng)定位時是一個個點,而慣性導航的地位卻是連續(xù)的曲線,這也是一大優(yōu)勢。慣性導航可以提供準確的導航和定位信息。深圳慣性導航器件

慣性導航既不受外界干擾影響,也不向外輻射能力,更不用借助其他外部設備。成都進口慣性導航系統(tǒng)

慣性導航系統(tǒng)是一種自主式的導航方法,它完全依靠載體上的設備自主地確定載體的航向、位置、姿態(tài)和速度等導航參數(shù),而不需要借助外界任何的光、電、磁等信息。慣性導航是一門涉及精密機械、計算機技術、微電子、光學、自動控制、材料等多種學科和領域的綜合技術。其基本工作原理是以牛頓力學定律為基礎,通過測量載體在慣性參考系的加速度、角加速度,將它對時間進行一次積分,求得運動載體的速度、角速度,之后進行二次積分求得運動載體的位置信息,然后將其變換到導航坐標系,得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置信息等。成都進口慣性導航系統(tǒng)

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