慣導演算法用途
『壹』 什麼是慣性導航技術,慣性導航是如何實現的
慣性導航是以牛頓力學定律為基礎,通過測量載體在慣性參考系的加速度,將它對時間進行積分,且把它變換到導航坐標中,就能夠得到在導航坐標中的速度、偏航角和位置等信息。但慣性導航系統由於陀螺儀零點漂移嚴重,車輛震動等因素,導致無法通過直接積分加速度獲得高精度的方位和速度等信息,即現有的慣性導航系統很難長時間獨立工作。
慣導模塊是指採用GNSS(BDS/GPS系統聯合定位)/INS組合導航定位技術,憑借高精度六軸慣性器件和成熟的慣性演算法,無需里程計或速度信號接入,且無嚴格安裝要求,即使在隧道、車庫等弱信號環境下也能為車輛提供高精度的定位模塊。
慣導模塊SKM-4DX工作原理:
在車載導航中接入基於GNSS/INS組合導航定位的高性能車載組合慣導模塊SKM-4DX,充分利用慣性導航系統和衛星導航系統優點,憑借高精度六軸慣性器件和成熟的慣性演算法,無需里程計或速度信號接入,獲得最優的導航結果;尤其是當衛星導航系統無法工作時,利用慣性導航系統使得導航系統繼續工作,保證導航系統的正常工作,提高車載導航系統的穩定性和可靠性。
『貳』 慣性導航的原理是什麼
網路對於慣性導航的定義是「不依賴外部信息也不向外部輻射能量的自主式導航系統」。它的工作環境可以多種多樣。
學過初中物理的都應該知道,我們的生活環境中,有很多慣性參考系。而在不同的慣性參考系中,位移,速度等物理量的值是不同的。但例外的是加速度和角速度。所以慣性導航系統就利用了測量物體相對於慣性系的加速度和角速度增量的感測器來導航。
但它的優點也很明顯,例如感測器不需要依賴外界的信號;慣性感測器的非常高。所以最好的方式就是將其他導航方式與慣性導航結合起來,形成不受外界信號干擾的,效率高的,低誤差導航系統。
『叄』 消防單兵定位
消防單兵定位在消防行業一直是有很大的需求,並且這種高科技產品對消防救援來說是極大地增加了救援的安全性以及效率。
消防救援分很多種,有城市救援、森林救援、水域救援等,單兵定位在很多指導文件中也多次提出,消防員的保護是十分重視的。那在救援中的人員定位就會遇到有GPS、北斗信號和沒有GPS、北斗信號的情況。
如何應對沒有信號的情況呢?
消防救援面臨的場景都是緊急的情況,不可能說搭個基站再去救援,那明顯就耽誤了救援的時間。因此需要的就是不依賴於信號源的技術,在目前只有慣性導航這一種技術可以做到。慣導技術曾經是常用於導彈的末端制導的,為了可以更好的打擊目標而不被攔截,必然是要關閉一切信號設備,必須在最後時間內使用慣性導航技術繼續進行精準定位。所以慣導技術是有著不依賴於其他信號源,可以獨立自主定位的特點。
因此在應對消防救援的時間,慣導技術是更實用的,也更符合場景需求。目前市面上的單兵定位產品基本上都是採用慣導技術。
很多人會有疑問,慣導技術在實際中會經常偏,累積誤差就會越來越大。因此把慣導的糾偏做到好,那就是行業內數一數二的產品了。
謙尊升單兵定位系統分為硬體和軟體的組成,硬體部分中核心的是定位模塊,定位模塊嵌入在鞋墊里,為了減少消防員的異物感以及不過多增加負重,那設計的定位模塊是很輕薄的。而且定位模塊採用了全新智能優化學習演算法,智能使用不同人之間以及同人不同時間段之間的數據進行相互校正,進一步解決慣性導航的長期漂移問題。所以這款定位模塊是又輕又准。
經過多年對客戶需求的深入溝通,單兵定位系統軟體也更符合市場需求,功能性也更強。
1、室內外一體化定位,相較於之前的室內定位,在定位的空間上更加全面,單兵從室外進入救援場所的整個路徑都可以更加直觀的掌握。
2、相對定位尋蹤救援,通過消防隊員兩兩之間的位置信息來實現相對定位功能,當一位消防員遇到危險的時候,其餘附近人員就可以更快地救助戰友。
3、快速創建室內外3D模型,以衛星定位為載體,手動框選建築物底圖,設置各樓層高度,以最短時間搭建可用的室內外地圖模型。
4、消防員姿態識別,通過慣導演算法,可以很好的識別消防員的姿態,如靜止、行走、奔跑、上下樓梯、跌倒等等。
5、消防員狀態監測,系統集成了心率監測設備以及空呼設備,可以在監控實時位置與姿態的基礎上,實時監測到心率、呼吸率以及空呼氣壓。
6、異常報警,當消防員的靜止狀態超過了30秒,跌倒了,或心率及空呼數據不正常時,都想系統發出異常報警,及時救助消防員。
8、一鍵撤退,後台指揮官可以通過系統向消防員發出撤退指令。
9、軌跡顯示及歷史查詢,在行動中實時顯示人員位置及軌跡。行動結束後,可記錄歷史行動錄像,便於後期觀看分析總結。
消防單兵定位系統的主要目的就是保障消防員的生命安全,所以在整體的功能上都是圍繞著消防員在實際行動中會出現的突發情況去考慮,更好地讓產品服務於用戶。
『肆』 慣導RTK和一般RTK的區別
慣導RTK和一般RTK最大的區別就是帶有慣導系統。最終慣導系統帶給RTK的改變,則是體現在傾斜測量方面。
有了慣導,一切就變得不一樣。房角、樹下、乃至下水道,都可以測量,測量受環境的影響大大減小;並且快速測量不再需要對中,這就使得作業速度得到大幅度提升,效率有效的提高,測量人員的工作壓力大大減輕,可謂測繪人的一大福音了。
所以總的來說,「慣導RTK」和普通RTK區別就在於傾斜測量方面,使得傾斜測量適應環境的能力和測量效率以及測量數據精度得到較大提升,使測量更簡便。
『伍』 在慣性導航和gps組合導航系統中,卡爾曼濾波起到什麼作用
GPS導航主要是全球定位導航系統,屬於無線電導航方式,而慣性導航是屬於自主式的導航方式,主要由陀螺儀測量三軸角速度,加速度計測量三軸線速度,但是慣性導航的缺點就是定位精度會隨時間增長,GPS導航雖然定位誤差小,但是容易受到外在環境干擾,因此現在多採用兩種組合的導航方式。關於你提問的在GPS導航儀中運用慣性導航技術,應該是將GPS作為主要導航手段,這個時候慣性導航就是為了輔助GPS定位服務的,GPS的數據更新率低,對於高動態情況下,不能實施跟蹤載體運動,採用慣性導航可以提高數據更新速度;同時在GPS丟星或者受到遮擋時,採用慣性導航可以再短期內保持較高的定位精度;還有就是通過反饋,慣性導航定位與GPS導航組合可以縮短GPS的定位時間。
『陸』 捷聯慣性導航系統的捷聯系統的特點
是慣性組合體與載體固聯,陀螺和加速度計直接承受載體的運動(包括震動),因此捷聯系統的動態誤差要比平台式系統的動態誤差大,對敏感器件的可靠性和抗沖擊性能要求比較高。與撓性陀螺相比,光纖陀螺應用在捷聯系統上有更突出的優點。
發展
優缺點 由於慣性儀表直接連接在載體上,省去了機電式的導航平台,從而給系統帶來了很多優點:
1.整個系統的體積、重量和成本大大降低,通常陀螺儀和加速度計只佔導航平台的1/7;
2.慣性儀表便於安裝維護,便於更換;
3.慣性儀表可以給出軸向的線加速度和角速度,這些信息是控制系統所需要的。和平台式系統相比,捷聯式系統可以提供更多的導航和制導信息;
4.慣性儀表便於採用余度配置,提高系統的性能和可靠性; 1.慣性儀表固連在載體上,直接承受載體的震動和沖擊,工作環境惡劣;
2.慣性儀表特別是陀螺儀直接測量載體的角運動,高性能殲擊機角速度可達400°/s,這樣陀螺的測量范圍是0.01-400°/s,如果採用機械捷聯慣導系統,這就要求捷聯陀螺有大的施矩速度和高性能的再平衡迴路;
3.平台式系統的陀螺儀安裝在平台上,可以用相對於重力加速度和地球自轉加速度的任意定向來進行測試,便於誤差標定;而捷聯陀螺則不具備這個條件,因而系統標定比較困難,從而要求捷聯陀螺有更高的參數穩定性。
研製高精度的捷聯陀螺和進行捷聯陀螺的誤差補償,是捷聯慣導系統的重要關鍵技術。在此基礎上研究高精度的捷聯演算法成為提高精度的又一個關鍵技術。
『柒』 慣導RTK和一般RTK的區別
慣導RTK採用慣導傾斜演算法,能夠完全免疫磁場干擾,可以實時傾斜補償,根本不用擔心任何地磁及外界金屬構築物造成的誤差,是真正能在任何環境下發揮作用的「傾斜測量」。
慣導RTK在房角、樹下、乃至下水道,都可以測量,測量受環境的影響大大減小;
慣導RTK在快速測量時,無需對中,這就使得作業速度得到大幅度提升,可以將測量作業效率大大地提高,使得測量人員的工作壓力大大減輕,是測量人的福音。
普通RTK未使用慣導傾斜演算法,不能進行傾斜測量,只能進行常規測量,容易受到磁場干擾,卡卡角角也不能進行測量,測量時也需要對中。慣導RTK和普通RTK的區別,看完這篇就懂了
『捌』 捷聯式慣性導航系統是什麼
捷聯慣導系統(SINS)是在平台式慣導系統之上發展來的,它是一種無框架系統,是由三個速率陀螺、三個線加速度計和微型計算機組成。捷聯慣導系統的陀螺和加速度計直接固連在載體上作為測量標准,它跟平台式慣導系統區別就在於不再由機電平台,而是在計算機內建立一個數學平台,其飛行器姿態數據通過計算機得到。
(1)捷聯式慣性導航系統 在工作時不依賴外界信息,也不向外界輻射能量,不易受到破壞,是一種無框架自主式導航系統。
(2)省去了機械平台,陀螺儀和加速度計直接安裝在飛行器上,使系統體積小、重量輕、成本低、維護起來也比較方便。但陀螺儀和加速度計直接承受飛行器的振動、沖擊和角運動,因而會產生附加的動態誤差。這對陀螺儀和加速度計就有更高的要求。
(3)儀器測出信號後,要通過計算機的計算,才能得出所需要的導航參數。這種系統需要進行坐標變換,而且必須進行實時計算,因而要求計算機具有很高的運算速度和較大的容量。
針對慣性導航系統成本較高精度低無法廣泛使用,Yach正在設計一種新型的自主式慣性導航系統,採用DSP作為導航解算和控制的核心處理器.導航解算演算法利用四元 數理論進行編寫,進而確定載體的速度、位置和姿態。使捷聯式慣導的成本降低、精度更加准確,希望捷聯式慣性導航能更快的出現在市場上,更多捷聯式慣導的內容,雅馳實業!
『玖』 做慣性導航前景如何,它與中國未來的北斗能
慣性導航
慣性導航是以牛頓力學定律為基礎,通過測量載體在慣性參考系的加速度,將它對時間進行積分,且把它變換到導航坐標中,就能夠得到在導航坐標中的速度、偏航角和位置等信息,同時可以獲得載體的載體信息。
從定義來看,慣性導航能夠彌補車載導航系統應用中,GPS/北斗衛星導航在樹木遮擋、高樓林立、高架下以及隧道和地下停車場等弱信號環境無法提供准確的定位信息這一技術缺陷;滿足日益增長的車載導航對弱信號環境的高精度定位需求,前景還是可以的。像SKYLAB就有研發推出同時支持GNSS/INS組合導航定位的高性能慣性導航模塊。
慣性導航模塊SKM-4DX能充分利用慣性導航系統和衛星導航系統優點,基於最優估計演算法—卡爾曼濾波演算法融合兩種導航演算法,獲得最優的導航結果;尤其是當衛星導航系統無法工作時,利用慣性導航系統使得導航系統繼續工作,保證導航系統的正常工作,提高了導航系統的穩定性和可靠性,希望能夠幫助到您。
『拾』 INS(慣性導航系統)與 IMU(慣性測量裝置)有什麼區別
定位(GPS)就是告訴你,你現在在哪。導航就是告訴你,如何到你想要到的位置。慣性導航你可以簡單的理解成依靠慣性器件(陀螺、加速度計等)的原始數據加上固定的演算法(很深奧的東西..)來輸出你先要的信息,如位置,載體姿態,實時運動速度等。IMU就是慣性測量單元,它主要由慣性器件組成(陀螺、加速度計等),輸出最原始的數據,如加速度、角速度等等,但是無法給出位置、姿態等信息。所以INS實際上可以簡單的理解成由演算法和IMU共同構成的。
個人的一點理解,說的比較簡單,因為INS是一個龐大的系統。希望可以幫到你