惯性导航 陀螺 ag真人 惯性导航系统-第二部分

日期:2021-03-15 21:27:06 浏览量: 126

1.前言

在自动驾驶或机器人技术领域,我们目前最常接触的惯性设备是MEMS,有时我们会与收集车中的光纤惯性导航接触。这是我们在这个行业中看到的,但实际上,它只是惯性领域的一部分。如果您从整体上看待这一部分,您将对它有更深入的了解。为此,我们需要了解水平方向上的其他惯性装置以及垂直方向上每个装置的发展历史。

2.发展历史

惯性技术的发展历史实质上就是惯性装置的发展历史。惯性导航系统的每一个突破都始于惯性设备的突破。

惯性设备包括陀螺仪和加速度计。其中,陀螺仪的发展占有重要地位,惯性技术的发展时期主要根据陀螺仪的发展历史来划分。让我们先看张的历史地图。

惯性导航 陀螺

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2. 1陀螺仪第一代

1960年代之前的陀螺仪全部基于牛顿力学,特别是陀螺仪的固定轴。这一代惯性导航系统也称为“平台惯性导航系统”。所谓的“平台式”是指陀螺仪位于三轴跟踪平台上。在托架运动期间,陀螺仪由于其固定轴而保持相同的方向,因此平台必须沿与托架运动相反的方向旋转。可以根据平台的敏感信息计算出姿态角。在早期,它是一个机械陀螺仪。陀螺仪由机械机构支撑。液浮陀螺仪和静电陀螺仪的后续发展进一步提高了精度,也增加了系统的复杂性。

第二代

这是光学陀螺仪的时代,包括激光陀螺仪和光纤陀螺仪。光学陀螺仪的出现彻底改变了惯性场五大联赛下注 ,因为它改变了惯性导航系统的工作方式。由于光学陀螺仪本身对角度变化敏感,因此不需要后续平台。惯性导航系统可以直接安装在支架上,并且可以使用陀螺仪输出的角度变化直接计算姿态。这种固定连接到载体的惯性导航系统称为“捷联惯性导航”。

从这一代开始,在随后的几十年中华体会登录 ,“捷联惯性导航”已逐渐成为惯性导航系统的主流方法,“平台惯性导航”已逐渐局限于极高的精度领域,其中只有一些仍在战略军事装备上使用。而且,后来的惯性装置也都可以在捷联式惯性导航系统中使用。

第三代

如果光学陀螺仪已经改变了惯性技术,那么MEMS技术就会使其爆炸。由于MEMS具有广泛的精度和多种选择,因此它扩展了惯性技术的应用领域凤凰彩票主页 ,涵盖了我们生活的方方面面,并真正实现了对所有运动物体的测量。

从这一代开始,惯性导航系统的算法也有所不同。由于MEMS的存在极大地拓宽了陀螺仪的精度范围,因此高精度光学陀螺仪和低精度MEMS陀螺仪的精度甚至相差7到8个数量级,这使得导航算法经历了从定量变化的转变。质变。

第四代

这是下一代惯性导航 陀螺,由诸如量子顶端之类的新事物所主导,并且仍处于基础研究阶段。

此外,半球形共振陀螺仪是近来在专业领域中的热门话题,它将成为下一代惯性装置的主流。这一点已经在业界形成共识。

陀螺仪这些阶段的发展是替代发展。新一代的出现将使老一代逐渐退出这一领域,但是中间将有一个过渡期,而且过渡期很长。各种陀螺仪的当前阶段可以用图片来描述。

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2. 2加速度计

尽管加速度计也是惯性导航系统的核心组件,但它在惯性导航系统领域一直处于次要位置。它的划分并不那么复杂,并且一些用于制造陀螺仪的新技术也可以用于制造加速度计亚博集团 ,例如MEMS加速度计和量子加速度计。因此,我们直接给出了加速度计的开发阶段图。

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3.一些想法

我们从事这一领域,通常我们通过融合算法来接触惯性设备。该算法将随着设备精度的变化而变化,并且这种变化是巨大的。将来,我们将通过理论分析这种变化的原因。随着当今市场上各种惯性设备的共存,各个应用领域的设备基本上处于同一水平,例如普通的手机导航,机器人,自动驾驶,测绘和军事应用。如果您仅接触过其中一个区域,那么很容易就理所当然地认为其他区域应该相同。当两个导航员坐在一起,但他们永远无法交谈时惯性导航 陀螺,这通常是原因。

面对这种情况,一方面,我们必须在不同领域联系尽可能多的方法华体会体育 ,这也可以为我们自己的工作提供参考。另一方面,我们必须落后于算法并了解其本质。如果我们了解造成这种差异的理论原因,那么就可以尽可能减少对经验的依赖。

最后,给出一张图片以直观地感觉到精度轴上不同场之间的差异。

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