慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種不依賴(lài)于外部信息、不易受到干擾的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。慣導(dǎo)通過(guò)測(cè)量載體在慣性參考系的加速度,自動(dòng)進(jìn)行積分運(yùn)算,獲得載體的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)位置數(shù)據(jù),且把它變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中,從而得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置等信息。其優(yōu)勢(shì)在于給定了初始條件后,不需要外部參照就可確定當(dāng)前位置、方向及速度。適用于各種復(fù)雜地理環(huán)境和外界干擾下的精確定位和定向,且能不斷測(cè)量位置的變化,精確保持動(dòng)態(tài)姿態(tài)基準(zhǔn)。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)科學(xué)技術(shù)需要的提高,以及人們對(duì)慣性技術(shù)了解的不斷普及和深入,慣性導(dǎo)航模塊技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已逐步發(fā)展到了民用,從導(dǎo)航/制導(dǎo)擴(kuò)展到穩(wěn)定/控制,并正在努力開(kāi)發(fā)具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的新技術(shù)和新產(chǎn)品。目前無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航技術(shù)主要有慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、地形輔助導(dǎo)航、地磁導(dǎo)航等多個(gè)方面。UBLOX慣性導(dǎo)航市場(chǎng)價(jià)
慣性測(cè)量裝置,包括加速度計(jì)和陀螺儀,又稱(chēng)慣性導(dǎo)航組合。前者是測(cè)量物體的加速度,后者又被叫做角速度傳感器,是測(cè)量角速度的。利用這些裝置的參數(shù),計(jì)算并導(dǎo)航看起來(lái)似乎很簡(jiǎn)單,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(lái)誤差很容易擴(kuò)大,所以長(zhǎng)時(shí)間的導(dǎo)航仍然有很大的困難。在失去位置的時(shí)候,導(dǎo)航軟件知道速度、車(chē)輛的位置、行駛路線(xiàn)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(jì)算出加速度產(chǎn)生的位移,然后根據(jù)初始速度計(jì)算出速度產(chǎn)生的位移,進(jìn)而推算出車(chē)輛新的位置。這樣,在沒(méi)有GNSS 情信號(hào)的況下仍然可以繼續(xù)導(dǎo)航。深圳車(chē)道級(jí)慣性導(dǎo)航慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是以陀螺和加速度計(jì)為敏感器件的導(dǎo)航參數(shù)解算系統(tǒng)。
慣性導(dǎo)航及控制系統(tǒng)開(kāi)始主要為航空航天、地面及海上用戶(hù)所應(yīng)用,是現(xiàn)代系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品,被普遍應(yīng)用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船、潛艇、坦克等領(lǐng)域。隨著成本的降低和需求的增長(zhǎng),慣性導(dǎo)航技術(shù)已擴(kuò)展到資源勘測(cè)、地球物理測(cè)量、海洋探測(cè)、鐵路、隧道等商用領(lǐng)域,甚至在機(jī)器人、攝像機(jī)、兒童玩具中也被普遍應(yīng)用。即使在衛(wèi)星導(dǎo)航大規(guī)模應(yīng)用的現(xiàn)在,慣性導(dǎo)航仍具有不可替代性。慣導(dǎo)不接受衛(wèi)星信號(hào),也不向外輻射能量,因此隱蔽性、抗干擾性較強(qiáng);慣導(dǎo)輸出物體運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)信息,而衛(wèi)星導(dǎo)航無(wú)法跟蹤姿態(tài);慣性導(dǎo)航的頻率大于衛(wèi)星導(dǎo)航,可攜帶更多信息,適應(yīng)載體的高速運(yùn)動(dòng);慣導(dǎo)+衛(wèi)星的組合導(dǎo)航優(yōu)劣互補(bǔ)、已大規(guī)模應(yīng)用。
組合慣性導(dǎo)航奠定自動(dòng)駕駛技術(shù):衛(wèi)星和慣性是組合導(dǎo)航比較典型的應(yīng)用,簡(jiǎn)稱(chēng)組合慣導(dǎo),該系統(tǒng)有很好的互補(bǔ)效果。衛(wèi)星補(bǔ)充了慣性系統(tǒng)的累計(jì)誤差,而慣性系統(tǒng)又很好地彌補(bǔ)了衛(wèi)星的不穩(wěn)定性和易受干擾性。組合慣性導(dǎo)航不像激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器那樣易于理解,一般很少提到,但在行業(yè)里大家都有比較共識(shí)的深入認(rèn)識(shí)。組合慣導(dǎo)與機(jī)器視覺(jué)、雷達(dá)等融合,形成一套完整的具有相對(duì)定位功能的系統(tǒng)。汽車(chē)自動(dòng)駕駛四大關(guān)鍵功能模塊包括智能定位、環(huán)境感知、行為預(yù)測(cè)、決策和路徑規(guī)劃,組合慣性導(dǎo)航主要關(guān)注智能定位這一塊。而智能定位不只是組合慣導(dǎo)在工作,還包括“衛(wèi)慣車(chē)視聯(lián)”融合系統(tǒng),即衛(wèi)星、慣性系統(tǒng)、車(chē)身傳感器、視覺(jué)傳感器、以及未來(lái)有巨大發(fā)展?jié)撃艿穆?lián)網(wǎng)技術(shù)之間的融合。慣性導(dǎo)航是怎么工作的呢?
慣性導(dǎo)航之所以能取得現(xiàn)在的成功,必然離不開(kāi)如下優(yōu)點(diǎn):1,隱蔽性強(qiáng)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是完全意義上的自主式導(dǎo)航,既不會(huì)影響外界環(huán)境同時(shí)也不會(huì)受外界電磁場(chǎng)干擾?;谶@一點(diǎn),在高機(jī)密領(lǐng)域中,慣性導(dǎo)航是非常合理的一款選擇。2,壽命長(zhǎng)。慣性導(dǎo)航的出錯(cuò)率極低,可以長(zhǎng)時(shí)間在天空、地面及水中工作,此外慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的續(xù)航時(shí)間也較長(zhǎng),幾乎可以使全天候地在野外開(kāi)展導(dǎo)航工作。3,數(shù)據(jù)精確。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)能夠根據(jù)測(cè)量的少量狀態(tài)信息推導(dǎo)出位置、速度、航行角等眾多準(zhǔn)確的信息,在一定時(shí)間內(nèi)并且可以有效地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和一致性。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)能夠得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置等信息。云南高速鐵軌慣性導(dǎo)航
慣性導(dǎo)航的目的是實(shí)現(xiàn)自主式導(dǎo)航,即不依賴(lài)外界信息,包括衛(wèi)星信號(hào)、北極指引等。UBLOX慣性導(dǎo)航市場(chǎng)價(jià)
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)對(duì)陀螺儀測(cè)量的角速度進(jìn)行積分運(yùn)算和坐標(biāo)變換,計(jì)算車(chē)體的姿態(tài)角(橫滾、俯仰角)和方位角。根據(jù)姿態(tài)角可以計(jì)算出重力加速度在各個(gè)坐標(biāo)軸上的分量,加速度計(jì)測(cè)量得的各軸加速度,減去重力加速度分量后積分,得到速度和位置。慣導(dǎo)計(jì)算得到的狀態(tài),用于預(yù)測(cè)車(chē)輛當(dāng)前的位置,再和衛(wèi)星定位接收機(jī)得到的位置(或觀測(cè)數(shù)據(jù))進(jìn)行比較。比較的偏差包含了慣導(dǎo)的推算誤差和衛(wèi)星接收機(jī)的定位誤差,通過(guò)數(shù)據(jù)融合算法進(jìn)行加權(quán)后,用于修正慣導(dǎo)的預(yù)測(cè),讓?xiě)T導(dǎo)的預(yù)測(cè)越來(lái)越準(zhǔn)確。UBLOX慣性導(dǎo)航市場(chǎng)價(jià)
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