AHRS和INS的不同 慣導

2021-10-05 11:23:06 字數 894 閱讀 2816

ahrs和ins的區別

慣性導航系統(ins)是乙個使用加速計和陀螺儀來測量物體的加速度和角速度,並用計算機來連續估算運動物體位置、姿態和速度的輔助導航系統。

原理:慣性導航系統至少包括計算機及含有加速度計、陀螺儀或其他運動感測器的平台(或模組)。開始時,有外界(操作人員及全球地定系統接收器等)給慣性導航系統提供初始位置及速度,此後慣性導航系統通過對運動感測器的資訊進行整合計算,不斷更新當前位置及速度。 ins 的優勢在於給定了初始條件後,不需要外部參照就可確定當前位置、方向及速度。通過檢測系統的加速度和角速度,慣性導航系統可以檢測位置變化(如向東或向西的運動),速度變化(速度大小或方向)和姿態變化(繞各個軸的旋轉)。它不需要外部參考的特點使它自然地不受外界的干擾或欺騙。陀螺在慣性參照系中用於測量系統的角速率。通過以慣性參照系中系統初始方位作為初始條件,對角速率進行積分,就可以時刻得到系統的當前方向。這可以想象成被蒙上眼睛的乘客坐在汽車中,感覺汽車左轉、右轉、上坡、下坡,僅根據這些資訊他知道了汽車朝**開,但不知道汽車是快,是慢或是否汽車滑向路邊。加速度計在慣性參照系中用於測量系統的線加速度,但只能測量相對於系統運動方向的加速度(由於加速度計與系統固定並隨系統轉動,不知道自身的方向)。這可以想象成乙個被蒙上眼睛的乘客在汽車加速時向後擠壓座位,汽車剎車時身體前傾,汽車加速上坡時下壓座位,汽車越過山頂下坡時從座位上彈起,僅根據這些資訊,乘客知道汽車相對自身怎樣加速,即向前、向後、向上、向下、向左 或向右,但不知道相對地面的方向。然而,通過跟蹤系統當前角速率及相對於運動系統測量到的當前線加速度,就可以確定參照系中系統當前線加速度。以起始速度作為初始條件,應用正確的運動學方程,對慣性加速度進行積分就可得到系統慣性速率,然後以起始位置座作初始條件再次積分就可得到慣性位置。慣性導航系統感測器的小誤差會隨時間累積成大誤差,其誤差大體上與時間成正比,因此需要不斷進行修正。

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