零偏不稳定性(Bias Instability) IMU传感器的零偏会随着时间发生漂移的现象被称为零偏不稳定性bias instability,也被称为flicker noise。零偏不稳定性通常会在低频下被观察到,而高频的闪烁噪声往往会被白噪声所掩盖。 由闪烁噪声引起的偏差波动通常被建模为随机游走(random walk)。零偏不稳定性测量描述了在固定条件(通常为恒温)下,在指定的时间段内传感器的零偏发生的变化。他是一款陀螺仪传感器或者IMU十分重要的指标。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。无锡凌思科技有限公司为您提供惯性导航,期待为您服务!上海LINS688B惯性导航厂家
从20世纪50年代的液浮陀螺仪到70年代的动力调谐陀螺仪;从80年代的环形激光陀螺仪、光纤陀螺仪到90年代的振动陀螺仪以及研究报道较多的微机械电子系统陀螺仪相继出现,从而推动了惯性传感器不断向前发展。因此对惯性传感器的研究一直是各国惯性技术领域的重点,各种新材料、新技术在惯性传感器研究中都有所体现,随着低成本、高精度的惯性传感器的出现,惯性导航系统将成为通用、低价的导航系统。 较近的传感器技术发展使得机器人和其他工业系统设计实现了凌思性的进步。除了机器人以外,惯性传感器有可能改善其系统性能或功能的应用还包括:平台稳定、工业机械运动控制、安全/监控设备和工业车辆导航等。这种传感器提供的运动信息非常有用,不较能改善性能,而且能提高可靠性、安全性并降低成本。山东LINS358惯性导航传感器厂家惯性导航,就选无锡凌思科技有限公司,用户的信赖之选。
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。
IMU零偏即IMU传感器零偏,是指IMU器件在静止状态下仍然存在的输出值,这个值是固定的,不会随时间变化。在实际使用中,零偏可以通过一些方法进行补偿,例如在初始启动过程中利用几秒钟的静态数据求平均即可扣掉大部分。 IMU零偏包括常值零偏、全温零偏误差、零偏重复性和零偏不稳定性等类型。常值零偏是指IMU器件生产出来后就不变化的一个值,好的器件在出厂前会进行标定,而便宜的器件则需要用户自行标定。全温零偏误差是指陀螺零偏在其额定工作范围内相对于室温零偏值的变化量,这种缓慢变化的零偏在跟GNSS组合导航中是可以被很快估计和补偿的。零偏重复性是指惯性器件不同次上电运行时的零偏的不重复程度,遇到这种情况,应该把器件进行彻底老化,保证数据输出的稳定性。零偏不稳定性反映器件上电稳定后其零偏随时间变化的情况,根据具体测算方法又分为两种,一种是我国的国军标定义的零偏不稳定性,另一种是Allan方差给出的零偏不稳定性。无锡凌思科技有限公司致力于提供惯性导航,有想法的可以来电购买惯性导航!
为了得到飞行器的位置数据,须对惯性导航系统每个测量通道的输出积分。陀螺仪的漂移将使测角误差随时间成正比地增大,而加速度计的常值误差又将引起与时间平方成正比的位置误差。这是一种发散的误差(随时间不断增大),可通过组成舒拉回路、陀螺罗盘回路和傅科回路 3个负反馈回路的方法来修正这种误差以获得准确的位置数据。 舒拉回路、陀螺罗盘回路和傅科回路都具有无阻尼周期振荡的特性。所以惯性导航系统常与无线电、多普勒和天文等导航系统组合,构成高精度的组合导航系统,使系统既有阻尼又能修正误差。 惯性导航系统的导航精度与地球参数的精度密切相关。高精度的惯性导航系统须用参考椭球来提供地球形状和重力的参数。由于地壳密度不均匀、地形变化等因素,地球各点的参数实际值与参考椭球求得的计算值之间往往有差异,并且这种差异还带有随机性,这种现象称为重力异常。正在研制的重力梯度仪能够对重力场进行实时测量,提供地球参数,解决重力异常问题。无锡凌思科技有限公司致力于提供惯性导航,有需求可以来电购买惯性导航!上海LINS688B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。上海LINS688B惯性导航厂家