MEMS加速度计是MEMS领域较早开始研究的传感器之一。经过多年的发展,MEMS加速度计的设计和加工技术已经日趋成熟。 它的工作原理就是靠MEMS中可移动部分的惯性。由于中间电容板的质量很大,而且它是一种悬臂构造,当速度变化或者加速度达到足够大时,它所受到的惯性力超过固定或者支撑它的力,这时候它会移动,它跟上下电容板之间的距离就会变化,上下电容就会因此变化。电容的变化跟加速度成正比。根据不同测量范围,中间电容板悬臂构造的强度或者弹性系数可以设计得不同。还有如果要测量不同方向的加速度,这个MEMS的结构会有很大的不同。电容的变化会被另外一块使用芯片转化成电压信号,有时还会把这个电压信号放大。电压信号在数字化后经过一个数字信号处理过程,在零点和灵敏度校正后输出。惯性导航,就选无锡凌思科技有限公司,欢迎客户来电!北京LINS358惯性导航系统
惯性传感器有多种类型。MEMS(微机电系统)传感器是较完善的传感器类型之一,已经使众多应用受益。15年前,MEMS线性加速度传感器(加速度计)彻底革新了汽车安全气囊系统。自此以后,从笔记本电脑硬盘保护到游戏控制器中更为直观的用户运动捕捉,各种独特的功能和应用得以实现。 根据谐振器陀螺仪的原理,MEMS结构也可提供角速率检测。两个多晶硅检测结构各含一个“扰动框架”,通过静电将扰动框架驱动到谐振状态,以产生必要的运动,从而在旋转期间产生科氏力。在各框架的两个外部极限处(与扰动运动正交)是可动指,放在固定指之间,形成一个容性捡拾结构来检测科氏运动。当MEMS陀螺仪旋转时,可动指的位置变化通过电容变化进行检测,由此得到的信号送入一系列增益和解调级,产生电速率信号输出。某些情况下,该信号还会经转换,送入一个专有数字校准电路。 传感器内核周围的集成度和校准由较终性能要求决定,但在许多情况下,可能需要进行运动校准,以便实现较高的性能水平和稳定性。武汉LINS-G202惯性导航单元价格惯性导航,就选无锡凌思科技有限公司,用户的信赖之选,有想法可以来我司参观了解!
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。
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。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!
惯性导航系统有如下主要优点.(1)由于它是不依赖于任何外部信息.也不向外部辐射能量的自主式系统.故隐蔽性好且不受外界电磁干扰的影响;(2)可全天侯全球、全时间地工作于空中地球表面乃至水下.(3)能提供位置、速度、航向和姿态角数据,所产生的导航信息连续性好而且噪声低.(4)数据更新率高、短期精度和稳定性好. 其缺点是:(1)由于导航信息经过积分而产生,定位误差随时间而增大,长期精度差;(2)每次使用之前需要较长的初始对准时间;(3)设备的价格较昂贵;(4)不能给出时间信息。惯性导航,就选无锡凌思科技有限公司,让您满意,欢迎新老客户来电!武汉LINS-G202惯性导航单元价格
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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。北京LINS358惯性导航系统
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