Producto: Sistema de navegación inercial puro (INS) basado en IMU
Características clave:
El cálculo de posición de datos inerciales puros (IMU) es una tecnología de posicionamiento común. Calcula el objeto objetivo en tiempo real utilizando la información de aceleración y velocidad angular obtenida por la Unidad de Medición Inercial (IMU), combinada con la información de posición y actitud inicial. s posición. Este artículo presentará los principios, escenarios de aplicación y algunos desafíos técnicos relacionados del cálculo de posición de datos de navegación inercial pura.
El cálculo de posición de datos de navegación inercial puro es un método de posicionamiento basado en el principio de medición inercial. IMU es un sensor que integra un acelerómetro y un giroscopio. Midiendo la aceleración y la velocidad angular del objeto objetivo en tres direcciones, se puede derivar la información de posición y actitud del objeto objetivo.
En el cálculo de posición de datos de navegación inercial puro, primero es necesario obtener la posición inicial y la información de actitud del objeto objetivo. Esto se puede conseguir introduciendo otros sensores (como GPS, brújula, etc.) o calibración manual. La posición inicial y la información de actitud juegan un papel importante en el proceso de solución. Proporcionan un punto de partida para que los datos de aceleración y velocidad angular medidos por la IMU puedan convertirse en los cambios reales de desplazamiento y actitud del objeto objetivo.
Luego, basándose en los datos de aceleración y velocidad angular medidos por la IMU, combinados con la información de posición y actitud inicial, se pueden utilizar algoritmos de filtrado o integración numérica para calcular la posición del objeto objetivo en tiempo real. El método de integración numérica obtiene la velocidad y el desplazamiento del objeto objetivo discretizando e integrando los datos de aceleración y velocidad angular. El algoritmo de filtrado utiliza métodos como el filtrado de Kalman o el filtrado de Kalman extendido para filtrar los datos medidos por la IMU y obtener la estimación de posición y actitud del objeto objetivo.
El cálculo de posición basado en datos de navegación inercial puros se utiliza ampliamente en muchos campos. Entre ellos, la navegación en interiores es uno de los escenarios de aplicación típicos para el cálculo de posición de datos de navegación inercial pura. En ambientes interiores, las señales de GPS generalmente no pueden llegar, y el cálculo de posición de datos de navegación inercial pura puede utilizar los datos medidos por IMU para lograr un posicionamiento preciso de los objetos objetivo en interiores. Esto es de gran importancia en campos como la conducción autónoma y los robots de navegación en interiores.
El cálculo de posición de datos de navegación inercial puros también se puede utilizar en el campo aeroespacial. En los aviones, dado que la señal GPS puede verse interferida a grandes altitudes o lejos del suelo, el cálculo de posición de datos de navegación inercial pura se puede utilizar como método de posicionamiento de respaldo. Puede calcular la posición y actitud de la aeronave en tiempo real a través de los datos medidos por la IMU y proporcionarlos al sistema de control de vuelo para la estabilización de la actitud y la planificación de la trayectoria de vuelo.
El cálculo de posición basado en datos de navegación inercial puros todavía enfrenta algunos desafíos en aplicaciones prácticas. En primer lugar, el propio sensor IMU tiene errores y ruido, lo que afectará la precisión del posicionamiento. Para mejorar la precisión de la solución, es necesario calibrar el sensor IMU y compensar el error, y se utiliza un algoritmo de filtrado adecuado para reducir el error.
El cálculo de posición basado en datos de navegación inercial puros es propenso a errores acumulativos durante movimientos a largo plazo. Debido a las características de la operación de integración, incluso si la precisión de medición del sensor IMU es alta, la integración a largo plazo provocará la acumulación de errores de posicionamiento. Para resolver este problema, se pueden introducir otros medios de posicionamiento (como GPS, sensores visuales, etc.) para el posicionamiento auxiliar, o se puede utilizar un método de navegación inercial estrechamente acoplado.
El cálculo de posición basado en datos de navegación inercial pura también debe considerar el impacto del entorno dinámico. En un entorno dinámico, el objeto objetivo puede verse afectado por fuerzas externas, provocando desviaciones en los datos medidos por la IMU. Para mejorar la solidez de la solución, los efectos de los entornos dinámicos se pueden compensar mediante métodos como la estimación del movimiento y la calibración dinámica.
El cálculo de posición de datos inerciales puros es un método de posicionamiento basado en la medición IMU. Al adquirir datos de aceleración y velocidad angular, combinados con información de posición y actitud inicial, la posición y actitud del objeto objetivo se calculan en tiempo real. Tiene amplias aplicaciones en navegación interior, aeroespacial y otros campos. Sin embargo, el cálculo de posición de datos de navegación inercial puros también enfrenta desafíos como errores de calibración, errores acumulativos y entornos dinámicos. Para mejorar la precisión y robustez de la solución, es necesario adoptar métodos de calibración, algoritmos de filtrado y métodos de posicionamiento auxiliares adecuados. El MEMS IMU desarrollado independientemente por Micro-Magic Inc tiene una precisión relativamente alta, como el UF300A y el UF300B, que tienen mayor precisión y son productos de calidad para navegación. Si desea saber más sobre IMU, comuníquese con nuestros técnicos profesionales lo antes posible.
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