市面上的IMU,虽然采用多个惯导计算单元(磁力计、加速度计,陀螺仪)融合提升精度,但首先我们需要了解各测量单元存在的影响: 加速度计存在累积误差,z轴由于重力加速度,无法获取z轴旋转角。 陀螺仪存在零点漂移(初始状态传感器有值,解决方案:上电时静置状态,减去零偏),并且受温度影响。 磁力计可校准z轴角度,但容易受磁场影响。 在选型时尽量选择误差较小的IMU,但难免由于成本,选择档次的消费级IMU,而不同厂家的IMU质量差异很大,误差校准方式各有不同,姿态估计不准确。故在使用时建议: 使用联合磁力计的9轴方案,角度会更可靠,测量yaw角时与指南针相当(凌思姿态)。 使用过程中尽量保证环境中不受磁场干扰,包括铁钴镍材质,以及环境中强电现象。(实验中发现磁场影响很大,角度完全不对)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!广州MEMS惯性导航模组
采用MEMS制成的IMU传感器,尺寸通常为20微米至1mm,由于其物理尺寸小型化、价格低、节能性,在消费电子领域得到普遍应用。 根据不同的使用场景,对IMU的精度有不同的要求,精度高,也意味着成本高。 IMU的精度、价格和使用场景: 低精度IMU:应用在普通的消费级电子产品中,这种低精度的IMU十分廉价,普遍应用于手机、运动手表中,常用于记录行走的步数。 中精度IMU:应用于无人驾驶中,价格从几百块到几万块不等,取决于此无人驾驶汽车对定位精度的要求。 高精度IMU:应用于导弹或航天飞机。就以导弹为例,从导弹发射到击中目标,宇航级的IMU可以达到极高精度的推算,误差甚至可以小于一米。北京惯性导航IMU凌思科技致力于提供先进的惯性导航系统,欢迎新老客户来电!
零偏不稳定性根据具体测算方法分为两种: a)我国的国军标定义的零偏不稳定性:采集几个小时的静态数据,每100秒求平均(以便抑制器件白噪声的影响),然后统计这些平均值的标准差。 b)Allan方差给出的零偏不稳定性:采集足够长时间的静态数据(一般大于10小时,越高等级的器件所需时间越长),画Allan方差曲线,取其谷底值。 前者对惯导的实际表现有比较直接的影响,有现实指导意义;而后者则只是反映器件在极端理想条件下的性能极限,缺乏现实意义。从具体数值来看,前者也比后者大几倍甚至高一个量级。 对陀螺仪而言;Bias instability通常指定为 1σ 值,单位为°/h,对不太精确的传感器也会采用°/s的单位。
零漂或零偏稳定性(Bias Stability) 是衡量陀螺仪精度的重要指标之一。 表示当输入角速率为零时,衡量陀螺仪输出量围绕其均值(零偏)的离散程度。可以规定时间内输出量的标准偏差相应的等效输入角速率表示,也可称为零漂。单位为°/h,°/s。 计算陀螺零偏稳定性的方法是采集一段数据,去除趋势项,计算均方差,来降低数据的噪声和波动,那么显然采样时间越长,意味着平滑的数据长度长,得到的零偏稳定性数值也就越好。也就是说相同精度下,采样数据平滑时间越短代表性能越好。因此在评估精度时,采样时间也是要考量的参数之一。凌思科技是一家专业提供先进的惯性导航系统的公司,有想法的不要错过哦!
惯性测量装置IMU属于捷联式惯导,该系统有三个加速度传感器与三个角速度传感器(陀螺)组成,加速度计用来感受飞机相对于地垂线的加速度分量,角速度传感器用来感受飞机的角度信息,该子部件主要有两个A/D转换器AD7716BS与64K的E/EPROM存储器X25650构成,A/D转换器采用IMU各传感器的模拟变量,转换为数字信息后经过CPU计算后较后输出飞机俯仰角度、倾斜角度与侧滑角度,E/EPROM存储器主要存储了IMU各传感器的线性曲线图与IMU各传感器的件号与序号,部品在刚开机时,图像处理单元读取E/EPROM内的线性曲线参数为后续角度计算提供初始信息。先进的惯性导航系统,就选凌思科技,用户的信赖之选,有需要可以联系我司哦!山东LINS355惯性导航厂家
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传感器还可能具有交叉灵敏度,很多时候需要对此进行补偿,即使无须补偿,至少也需要加以了解。此外,惯性传感器的性能指标存在许多不同的标准,这使得上述问题的解决更加困难。当指定角速率传感器要求时,多数工业系统设计工程师主要关心的是陀螺仪稳定性(随时间发生的偏置估算),消费级陀螺仪通常不会规定这一特性。如果传感器的线性加速度性能较差,那么即使0.003°/s的良好陀螺仪偏置稳定性也可能毫无意义。例如,假设线性加速度特性为0.1°/s/G,在旋转±90° (1 G)的简单情况下,这将给0.003°/s的偏置稳定性增加0.1°的误差。加速度计通常与陀螺仪一起使用,以便检测重力影响,并且提供必要的信息来驱动补偿过程。 为了优化传感器性能并尽可能缩短开发时间,需要深入了解传感器灵敏度和应用环境。校准计划可以针对影响较大的因素进行定制,从而减少测试时间和补偿算法开销。面向具体应用的解决方案将适当的传感器与必要的信号处理结合在一起,如果具备高性价比并且提供现成可用的标准系统接口,这些解决方案将能消除许多工业客户过去所面临的实施和生产障碍。广州MEMS惯性导航模组