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IMU的标定过程主要涉及内参标定,其目的是消除或减少IMU系统内部产生的误差。IMU通常包含三轴陀螺仪和三轴加速度计,两者在测量原理和性能上有所不同。陀螺仪适合测量高速运动中的角速度,但存在零点漂移问题,易受温度等环境因素影响;加速度计则适合测量低频加速度,但数据易受震动影响。 内参标定的关键在于建立IMU误差的数学模型,主要包括零偏、尺度偏差和轴偏差。零偏是指IMU静止时测量的非零角速度或加速度;尺度偏差是由于物理量转换成电学量(如电压、电阻和电流)时,各轴之间的转换系数不一致;轴偏差则是由于制造过程中的不完美导致的。先进的惯性导航系统,就选凌思科技,用户的信赖之选,欢迎您的来电哦!广州惯性导航
由于制作工艺的原因,惯性传感器测量的数据通常都会有一定误差。凌思种误差是偏移误差,也就是陀螺仪和加速度计即使在没有旋转或加速的情况下也会有非零的数据输出。要想得到位移数据,我们需要对加速度计的输出进行两次积分。在两次积分后,即使很小的偏移误差会被放大,随着时间推进,位移误差会不断积累,较终导致我们没法再跟踪物体的位置。第二种误差是比例误差,所测量的输出和被检测输入的变化之间的比率。与偏移误差相似,在两次积分后,随着时间推进,其造成的位移误差也会不断积累。第三种误差是背景白噪声,如果不给予纠正,也会导致我们没法再跟踪物体的位置。深圳LINS358惯性导航系统凌思科技是一家专业提供先进的惯性导航系统的公司,欢迎新老客户来电!
陀螺仪:测量瞬时旋转角速度。虽然加速度计可以测量线性加速度,但它们不能测量扭转或旋转运动。而陀螺仪测量关于三个轴的角速度:俯仰(x轴)、滚动(y轴)和偏转(z轴)。故陀螺仪可用于确定物体在3D空间内的方位。但陀螺仪没有初始参考系(如重力),故需要与加速度计结合来测量角位置。陀螺仪由于温度变化、摩擦力、不稳定力矩等因素,会产生漂移误差,而随时间累积,漂移误差无限增长,也就是所谓温漂和零漂。 磁力计:磁力计,顾名思义,用来测量磁场。它可以通过测量传感器所在空间点的空气磁通量密度来探测地球磁场的波动。通过这些波动,它找到了指向地球磁北的矢量。这可以与加速度计和陀螺仪数据结合来确定凌思航向。磁力计可能因为环境中存在的电源线和钢结构,导致磁场产生畸变。
早期的惯性测量单元是机械式陀螺仪,主要用于航海测量航向,后在二战时,德国飞弹采用陀螺仪确定方向和角速度,用加速度计测试加速度,从而控制飞行姿态,争取让飞弹落到想去的地方,但那时的仪器精度较低。而后1976年等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想,以及后来的激光陀螺仪,使得陀螺仪灵敏度高,工作可靠,使得其在飞机、航天器和船舶的控制和导航上得到普遍的应用。 但IMU推动极速发展的趋势还是采用MEMS制程的传感器,MEMS中文叫微机电系统( Micro-Electro-Mechanical System),借用微电子加工的方式把庞大的惯性测量单元做到几微米甚至更小的尺寸,除此以外,还能借助微电子加工的优势获得更低的功耗,更轻的重量,更好的量产性和一致性。凌思科技为您提供先进的惯性导航系统,有需要可以联系我司哦!
VR设备 VR头戴式设备主要使用这些IMU传感器来跟踪你的头部位置,以改变它发出的视频信号。例如,当你向上看时,你的头部实际上是绕X轴旋转的,这将被放置在你的虚拟现实耳机中的IMU传感器的陀螺仪感应到,这反过来将给予你提供天空的视频反馈。当你向下看的时候,你向相反的方向旋转你的头,你就能看到地面。 无人机 IMU传感器的另一个应用是跟踪无人机、直升机和飞机的方向和航向。 通常,这些解决方案使用IMU传感器沿着电子罗盘(又称磁力计)的组合。该组合的技术名称为AHRS传感器。(姿态和航向基准系统) 基本上,加速度计告诉我们无人机相对于地面的角度,陀螺仪使用这些数据作为参考,并计算无人机飞行时的俯仰、偏航和滚动,磁力计告诉我们无人机相对于地球磁场的方向,这样我们就可以在地图上跟踪它!先进的惯性导航系统,就选凌思科技,让您满意,有想法可以来我司参观了解!广州惯性导航
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在室内环境中,由于GPS信号受限,IMU成为了重要的定位技术。研究团队通过粒子滤波算法和多传感器融合技术,探讨了IMU和UWB测量数据的融合,展示了它们在室内定位中的综合潜力。IMU能够捕捉精确的短期运动动态,而UWB提供凌思定位,通过融合这些数据可以补偿传感器类型的固有局限性,实现更精确的位置跟踪。实验评估显示,IMU与UWB数据融合明显提高了室内定位的准确度。 在室外环境中,GPS是一种常用的定位技术,但受天气、建筑物等环境因素的影响,容易出现定位误差。IMU虽然不受环境影响,但存在累积误差问题。因此,将GPS和IMU融合使用可以充分利用两者的优点,弥补两者的缺点,实现高精度定位与导航。融合技术基于滤波技术,如卡尔曼滤波(Kalman Filter),通过将GPS和IMU的定位信息进行融合处理,得到更准确的定位结果。 总结来说,IMU定位技术通过与其他定位技术的融合,如GPS和UWB,可以在不同环境中实现高精度的位置和姿态测量。这种融合不较提高了定位的准确性,还能有效克服单一技术带来的局限性。广州惯性导航
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