惯性导航原理,惯性导航利用陀螺仪和加速度计测量载体在惯性参考系下的角速度和加速度,并对时间进行积分、运算得到速度和相对位置,且把它变换到导航坐标系中,这样结合较初的位置信息,就可以得到载体现在所处的位置。陀螺仪是一种稳定平衡装置,在航空,航海,手机,汽车等产业上有普遍应用,可以让装备陀螺仪的设备在运动过程中保持平衡稳定,并提供准确的方位,水平,加速度,速度等信息。水平陀螺仪指示水平方向,给飞行器的航向角修正提供信息。陀螺罗经是一种依靠陀螺仪指示真北的装置。它利用地球自转角速度和重力力矩的综合作用,能够使自转轴自动寻找真北,而不需要依靠地磁场。现在也有了长足的进步和发展。由此可见,陀螺仪器的应用范围是相当普遍的,它在现代化的国家防护建设和国民经济建设中均占重要的地位。相机防抖技术利用陀螺仪检测抖动,优化拍摄效果。辽宁车载惯导
ARHS系列陀螺仪的关键技术:1保偏光纤技术(PMFiber):普通光纤易受温度、应力影响,导致偏振态变化,产生测量误差。ARHS系列采用保偏光纤,通过特殊折射率分布设计,确保光偏振态稳定,提高精度。2数字闭环控制:开环FOG易受光源波动影响,而ARHS采用全数字闭环反馈,实时补偿误差,提高线性度和稳定性。3多传感器融合算法:结合加速度计+磁力计,通过卡尔曼滤波实现姿态解算,提升动态环境下的测量可靠性。4温度补偿技术:光纤陀螺受温度影响较大,ARHS内置高精度温度传感器,通过算法实时修正热漂移误差。辽宁车载惯导智能手机陀螺仪灵敏度可达0.01度/秒,检测微小转动。
陀螺仪在智能手机中的应用,陀螺仪的使用距离我们较近的就是我们的手机,陀螺仪在手机中的应用主要体现在以下几个方面:导航。陀螺仪自被发明开始,就用于导航,先是德国人将其应用在V1、V2火箭上,因此,如果配合GPS,手机的导航能力将达到前所未有的水准。实际上,很多专业手持式GPS上也装了陀螺仪,如果手机上安装了相应的软件,导航能力绝不亚于很多船舶、飞机上用的导航仪?;箍梢允迪諫PS的惯性导航:当汽车行驶到隧道或城市高大建筑物附近,没有GPS讯号时,可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移,从而继续导航。
ARHS系列陀螺仪的应用场景:1船舶导航与稳定控制:在船舶惯性导航系统(INS)中,ARHS系列提供高精度航向和横摇/纵摇数据,误差<0.01°/h,适用于远洋航行。结合GPS/北斗,可实现长时间自主导航(如潜艇水下航行)。2车载导航与自动驾驶:在无GPS环境(如隧道、城市峡谷),ARHS系列提供连续姿态参考,确保自动驾驶车辆的精确定位??拐穸匦允蛊涫屎咸刂肿凹壮?、矿用卡车等恶劣工况。3隧道挖掘与盾构机导向:在隧道掘进机(TBM)中,ARHS系列实时监测刀盘姿态,确保掘进方向精度达±1cm/100m。相比激光导向系统,不受粉尘、水雾干扰。4航空航天与无人机:在无人机(UAV)飞控系统中,ARHS系列提供高动态姿态数据,支持精确悬停和复杂机动。在卫星和航天器中,用于姿态稳定控制。惯性导航系统由陀螺仪与加速度计协同,实现自主定位。
单自由度陀螺仪给陀螺增加了一个自由度,共有两个自由度。单自由度陀螺仪模型如图3所示,x、y、z分别为陀螺仪的三个周,x方向没有自由度。转子飞速转动的动量H沿z轴方向。当基座绕z轴转动或y轴转动时,由于内框架具有隔离运动作用,转子不会随着基座的转动而转动。当基座绕x轴转动时,内框架轴有一对力F作用在内框架轴的两端,形成力矩M_x,方向沿x轴方向。由于陀螺仪没有该方向的转动自由度,力矩M_x使陀螺仪绕内框架进动,沿y轴方向。总之,单自由度陀螺仪可敏感缺少自由度方向的角速度。陀螺仪的发展和应用将进一步推动导航、航空航天、智能设备等领域的发展和创新。辽宁车载惯导
陀螺仪可以用于地下勘探和地质勘测,提供准确的位置和方向信息。辽宁车载惯导
陀螺仪的基本构成(以机械式陀螺仪为例):(1)转子:常使用电机(比如同步电机、磁滞电机、三相交流电机等)驱动陀螺转子绕其自转轴高速旋转,并使其转速近似保持为常值;(2)自转轴;(3)万向坐标系(内、外环):使陀螺自转轴获得所需角转动自由度;(4)力矩马达、信号传感器等。使用陀螺仪/利用陀螺仪原理的产品/设备,惯性导航仪、体感设备(Joycon/wii等)、智能手机、穿戴设备(智能手表/手环)、飞行器/无人机、电子摄影设备、稳定器、AR/VR、机器人、游戏控制器/游戏手柄、自行车(轮子转的越快越不容易倒)。辽宁车载惯导