市面上的IMU,雖然采用多個(gè)慣導(dǎo)計(jì)算單元(磁力計(jì)、加速度計(jì),陀螺儀)融合提升精度,但首先我們需要了解各測(cè)量單元存在的影響: 加速度計(jì)存在累積誤差,z軸由于重力加速度,無(wú)法獲取z軸旋轉(zhuǎn)角。 陀螺儀存在零點(diǎn)漂移(初始狀態(tài)傳感器有值,解決方案:上電時(shí)靜置狀態(tài),減去零偏),并且受溫度影響。 磁力計(jì)可校準(zhǔn)z軸角度,但容易受磁場(chǎng)影響。 在選型時(shí)盡量選擇誤差較小的IMU,但難免由于成本,選擇檔次的消費(fèi)級(jí)IMU,而不同廠(chǎng)家的IMU質(zhì)量差異很大,誤差校準(zhǔn)方式各有不同,姿態(tài)估計(jì)不準(zhǔn)確。故在使用時(shí)建議: 使用聯(lián)合磁力計(jì)的9軸方案,角度會(huì)更可靠,測(cè)量yaw角時(shí)與指南針相當(dāng)(凌思姿態(tài))。 使用過(guò)程中盡量保證環(huán)境中不受磁場(chǎng)干擾,包括鐵鈷鎳材質(zhì),以及環(huán)境中強(qiáng)電現(xiàn)象。(實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)影響很大,角度完全不對(duì))無(wú)錫凌思科技有限公司致力于提供慣性導(dǎo)航系統(tǒng),有需要可以聯(lián)系我司哦!青島LINS16460慣性導(dǎo)航傳感器
傳感器還可能具有交叉靈敏度,很多時(shí)候需要對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償,即使無(wú)須補(bǔ)償,至少也需要加以了解。此外,慣性傳感器的性能指標(biāo)存在許多不同的標(biāo)準(zhǔn),這使得上述問(wèn)題的解決更加困難。當(dāng)指定角速率傳感器要求時(shí),多數(shù)工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師主要關(guān)心的是陀螺儀穩(wěn)定性(隨時(shí)間發(fā)生的偏置估算),消費(fèi)級(jí)陀螺儀通常不會(huì)規(guī)定這一特性。如果傳感器的線(xiàn)性加速度性能較差,那么即使0.003°/s的良好陀螺儀偏置穩(wěn)定性也可能毫無(wú)意義。例如,假設(shè)線(xiàn)性加速度特性為0.1°/s/G,在旋轉(zhuǎn)±90° (1 G)的簡(jiǎn)單情況下,這將給0.003°/s的偏置穩(wěn)定性增加0.1°的誤差。加速度計(jì)通常與陀螺儀一起使用,以便檢測(cè)重力影響,并且提供必要的信息來(lái)驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償過(guò)程。 為了優(yōu)化傳感器性能并盡可能縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間,需要深入了解傳感器靈敏度和應(yīng)用環(huán)境。校準(zhǔn)計(jì)劃可以針對(duì)影響較大的因素進(jìn)行定制,從而減少測(cè)試時(shí)間和補(bǔ)償算法開(kāi)銷(xiāo)。面向具體應(yīng)用的解決方案將適當(dāng)?shù)膫鞲衅髋c必要的信號(hào)處理結(jié)合在一起,如果具備高性?xún)r(jià)比并且提供現(xiàn)成可用的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)接口,這些解決方案將能消除許多工業(yè)客戶(hù)過(guò)去所面臨的實(shí)施和生產(chǎn)障礙。北京LINS688慣性導(dǎo)航單元無(wú)錫凌思科技有限公司是一家專(zhuān)業(yè)提供慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的公司,有想法的不要錯(cuò)過(guò)哦!
由于制作工藝的原因,慣性傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)通常都會(huì)有一定誤差。凌思種誤差是偏移誤差,也就是陀螺儀和加速度計(jì)即使在沒(méi)有旋轉(zhuǎn)或加速的情況下也會(huì)有非零的數(shù)據(jù)輸出。要想得到位移數(shù)據(jù),我們需要對(duì)加速度計(jì)的輸出進(jìn)行兩次積分。在兩次積分后,即使很小的偏移誤差會(huì)被放大,隨著時(shí)間推進(jìn),位移誤差會(huì)不斷積累,較終導(dǎo)致我們沒(méi)法再跟蹤物體的位置。第二種誤差是比例誤差,所測(cè)量的輸出和被檢測(cè)輸入的變化之間的比率。與偏移誤差相似,在兩次積分后,隨著時(shí)間推進(jìn),其造成的位移誤差也會(huì)不斷積累。第三種誤差是背景白噪聲,如果不給予糾正,也會(huì)導(dǎo)致我們沒(méi)法再跟蹤物體的位置。
慣性傳感器是對(duì)物理運(yùn)動(dòng)做出反應(yīng)的器件,如線(xiàn)性位移或角度旋轉(zhuǎn),并將這種反應(yīng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),通過(guò)電子電路進(jìn)行放大和處理。加速度計(jì)和陀螺儀是較常見(jiàn)的兩大類(lèi)MEMS慣性傳感器。加速度計(jì)是敏感軸向加速度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器;陀螺儀是能夠敏感運(yùn)動(dòng)體相對(duì)于慣性空間的運(yùn)動(dòng)角速度的傳感器。三個(gè)MEMS加速度計(jì)和三個(gè)MEMS陀螺儀組合形成可以敏感載體3個(gè)方向的線(xiàn)加速度和3個(gè)方向的加速度的微型慣性測(cè)量組合(Micro Inertial Messurement Unit,MIMU),慣性微系統(tǒng)利用三維異構(gòu)集成技術(shù),將MEMS加速度計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器、磁傳感器和信號(hào)處理電路等功能零件集成在硅芯片內(nèi),并內(nèi)置算法,實(shí)現(xiàn)芯片級(jí)制導(dǎo)、導(dǎo)航、定位等功能。慣性導(dǎo)航系統(tǒng),就選無(wú)錫凌思科技有限公司,讓您滿(mǎn)意,期待您的光臨!
IMU零偏即IMU傳感器零偏,是指IMU器件在靜止?fàn)顟B(tài)下仍然存在的輸出值,這個(gè)值是固定的,不會(huì)隨時(shí)間變化。在實(shí)際使用中,零偏可以通過(guò)一些方法進(jìn)行補(bǔ)償,例如在初始啟動(dòng)過(guò)程中利用幾秒鐘的靜態(tài)數(shù)據(jù)求平均即可扣掉大部分。 IMU零偏包括常值零偏、全溫零偏誤差、零偏重復(fù)性和零偏不穩(wěn)定性等類(lèi)型。常值零偏是指IMU器件生產(chǎn)出來(lái)后就不變化的一個(gè)值,好的器件在出廠(chǎng)前會(huì)進(jìn)行標(biāo)定,而便宜的器件則需要用戶(hù)自行標(biāo)定。全溫零偏誤差是指陀螺零偏在其額定工作范圍內(nèi)相對(duì)于室溫零偏值的變化量,這種緩慢變化的零偏在跟GNSS組合導(dǎo)航中是可以被很快估計(jì)和補(bǔ)償?shù)?。零偏重?fù)性是指慣性器件不同次上電運(yùn)行時(shí)的零偏的不重復(fù)程度,遇到這種情況,應(yīng)該把器件進(jìn)行徹底老化,保證數(shù)據(jù)輸出的穩(wěn)定性。零偏不穩(wěn)定性反映器件上電穩(wěn)定后其零偏隨時(shí)間變化的情況,根據(jù)具體測(cè)算方法又分為兩種,一種是我國(guó)的國(guó)軍標(biāo)定義的零偏不穩(wěn)定性,另一種是Allan方差給出的零偏不穩(wěn)定性。無(wú)錫凌思科技有限公司為您提供慣性導(dǎo)航系統(tǒng),有想法可以來(lái)我司咨詢(xún)!山東MMG200慣性導(dǎo)航模塊
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IMU標(biāo)定過(guò)程通常包括以下步驟: 產(chǎn)品良率檢測(cè):確保IMU處于正常工作狀態(tài)。 內(nèi)部參數(shù)標(biāo)定:建立誤差模型,包括零偏、尺度偏差和軸偏差的估計(jì)。 Allan方差分析:用于確定IMU標(biāo)定所需的靜止時(shí)間。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集:在靜止和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下采集數(shù)據(jù),進(jìn)行多次循環(huán)以完成標(biāo)定。 參數(shù)估計(jì)與優(yōu)化:首先標(biāo)定加速度計(jì),然后是陀螺儀,通過(guò)較優(yōu)化算法(如LM算法)估計(jì)和優(yōu)化參數(shù)。 通過(guò)上述過(guò)程,可以有效地減少I(mǎi)MU的測(cè)量誤差,提高其在各種應(yīng)用中的性能。青島LINS16460慣性導(dǎo)航傳感器