四川車道級慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

來源: 發(fā)布時間:2023-05-02

慣性導(dǎo)航在自動駕駛定位系統(tǒng)中具有不可替代性。慣導(dǎo)具有輸出信息不間斷、不受外界干擾等獨特優(yōu)勢,可保證在任何時刻以高頻次輸出車輛運動參數(shù),為決策中心提供連續(xù)的車輛位置、姿態(tài)信息,這是任何傳感器都無法比擬的。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是可以輸出完備的六自由度數(shù)據(jù)的設(shè)備,慣導(dǎo)能夠計算x,y,z三個維度的平動量(位置、速度、加速度)和轉(zhuǎn)動量(角度、角速度),并可以通過觀測模型,推測其他傳感器狀態(tài)的測量值,再用預(yù)測值和測量值的差用于加權(quán)濾波。若要獲得實時的姿態(tài)角、方位角、速度和位置,慣導(dǎo)是比較好的選擇。慣性導(dǎo)航可以提供準確的導(dǎo)航和定位信息。四川車道級慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

慣性導(dǎo)航其實是較早使用的導(dǎo)航系統(tǒng)之一。慣性導(dǎo)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(shù)。慣性導(dǎo)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(dǎo)航,不易受到干擾,是一種自主式導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)航會導(dǎo)致誤差很大,所以慣性導(dǎo)航適合在短時間內(nèi)使用。車道級慣性導(dǎo)航系統(tǒng)批發(fā)慣性導(dǎo)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(shè)備。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通常由慣性測量裝備、計算機、顯示器等組成。慣性測量裝備由加速度計和陀螺儀這兩大關(guān)鍵慣性元器件組成。三個自由度的陀螺用來測量飛行器的角加速度,三個加速度計用來測量飛行器的加速度,計算機通過測得的角加速度和加速度數(shù)據(jù)計算出飛行器的速度和位子數(shù)據(jù)。下面就具體來說說這兩大關(guān)鍵慣性元器件。陀螺儀:傳統(tǒng)意義上的陀螺儀是安裝在框架中繞回轉(zhuǎn)體的對稱軸高速旋轉(zhuǎn)的物體,具有穩(wěn)定性和進動性,利用這些特性制成了敏感角速度的速率陀螺和敏感角偏差的位置陀螺,現(xiàn)在習(xí)慣上把能夠完成陀螺功能的裝臵統(tǒng)稱為陀螺。加速度計:加速度計是用來感測運動載體,沿一定方向的比力的慣性器件,可以測量出加速度和重力,從而計算載體的速度和位置。

慣性導(dǎo)航的應(yīng)用:日常車載GPS衛(wèi)星導(dǎo)航中,常常會經(jīng)過地下停車場、隧道、高架橋、密林小路、高樓林立的窄道等地段,導(dǎo)航突然不動了,直到把車開到開闊的天空下,導(dǎo)航中的車位圖標才突然跳過去,體驗很不好。在失去位置的時候,慣性導(dǎo)航軟件知道速度、車輛的位置、行駛路線等信息。結(jié)合加速度傳感器提供的加速度,可以根據(jù)二次積分的方式計算出加速度產(chǎn)生的位移,然后根據(jù)初始速度計算出速度產(chǎn)生的位移,進而推算出車輛新的位置。這樣,在沒有GPS衛(wèi)星信號的情況下仍然可以使用慣性導(dǎo)航。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作環(huán)境不但包括空中、地面,還可以在水下。

慣性導(dǎo)航的目的是實現(xiàn)自主式導(dǎo)航,即不依賴外界信息,包括衛(wèi)星信號、北極指引等。那么慣性是如何實現(xiàn)的呢?慣性導(dǎo)航工作的關(guān)鍵原理是:它從過去自身的運動軌跡推算出自己目前的方位。其工作技術(shù)原理不外乎就是以下三條基本公式:距離=速度×?xí)r間,速度=加速度×?xí)r間,角度=角速度×?xí)r間。首先,檢測(或設(shè)定好)初始信息,包括初始位置、初始朝向、初始姿態(tài)等。然后,用IMU時刻檢測物體運動的變化信息。其中,加速度計測量加速度,利用原理a=F/M,測量物體的線加速度,然后乘以時間得到速度,再乘以時間就得到位移,從而確定物體的位置;而陀螺儀則測量物體的角速率,以物體的初始方位作為初始條件,對角速率進行積分,進而時刻得到物體當前方向;還有電子羅盤,能在水平位置確認物體朝向。這3個傳感器可相互校正,得到較為準確的姿態(tài)參數(shù)。慣性導(dǎo)航可以以適宜的方式滿足用戶的導(dǎo)航需求。車道級慣性導(dǎo)航系統(tǒng)批發(fā)

慣性導(dǎo)航是一門涉及精密機械、計算機技術(shù)、微電子、光學(xué)、自動控制、材料等多種學(xué)科和領(lǐng)域的綜合技術(shù)。四川車道級慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可分為平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng):平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)建立的坐標系不同,又分為空間穩(wěn)定和本地水平兩種工作方式??臻g穩(wěn)定平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的臺體相對慣性空間穩(wěn)定,用以建立慣性坐標系。地球自轉(zhuǎn)、重力加速度等影響由計算機加以補償。這種系統(tǒng)多用于運載火箭的主動段和一些航天器上。本地水平平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特點是臺體上的兩個加速度計輸入軸所構(gòu)成的基準平面能夠始終跟蹤飛行器所在點的水平面(利用加速度計與陀螺儀組成舒拉回路來保證),因此加速度計不受重力加速度的影響。這種系統(tǒng)多用于沿地球表面作等速運動的飛行器(如飛機、巡航導(dǎo)彈等)。在平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中,框架能隔離飛行器的角振動,儀表工作條件較好。平臺能直接建立導(dǎo)航坐標系,計算量小,容易補償和修正儀表的輸出,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,尺寸大。四川車道級慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

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