MEMS加速度計是MEMS領(lǐng)域較早開始研究的傳感器之一。經(jīng)過多年的發(fā)展,MEMS加速度計的設(shè)計和加工技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。 它的工作原理就是靠MEMS中可移動部分的慣性。由于中間電容板的質(zhì)量很大,而且它是一種懸臂構(gòu)造,當速度變化或者加速度達到足夠大時,它所受到的慣性力超過固定或者支撐它的力,這時候它會移動,它跟上下電容板之間的距離就會變化,上下電容就會因此變化。電容的變化跟加速度成正比。根據(jù)不同測量范圍,中間電容板懸臂構(gòu)造的強度或者彈性系數(shù)可以設(shè)計得不同。還有如果要測量不同方向的加速度,這個MEMS的結(jié)構(gòu)會有很大的不同。電容的變化會被另外一塊使用芯片轉(zhuǎn)化成電壓信號,有時還會把這個電壓信號放大。電壓信號在數(shù)字化后經(jīng)過一個數(shù)字信號處理過程,在零點和靈敏度校正后輸出。凌思科技致力于提供先進的慣性導(dǎo)航系統(tǒng),有想法的可以來電購買先進的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)!青島MMG200慣性導(dǎo)航單元
IMU(Inertial Measurement Unit,慣性測量單元)是一種基于慣性原理的測量設(shè)備,它通過測量物體的加速度和角速度來計算物體的位置和姿態(tài)。 IMU定位技術(shù)主要依賴于積分計算,因此存在累積誤差的問題,長時間運行后定位誤差會逐漸增大。為了克服這些局限性,IMU常與其他定位技術(shù)結(jié)合使用,如GPS(Global Positioning System)和UWB(Ultra-Wideband),大多數(shù)組合導(dǎo)航系統(tǒng)以慣導(dǎo)系統(tǒng)為主,其原因主要是由于慣性導(dǎo)航能夠提供比較多的導(dǎo)航參數(shù),還能夠提供全姿態(tài)信息參數(shù),這是其他導(dǎo)航系統(tǒng)所不能比擬的。MMG200慣性導(dǎo)航模塊凌思科技是一家專業(yè)提供先進的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的公司,有想法的可以來電購買先進的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)!
IMU標定過程通常包括以下步驟: 產(chǎn)品良率檢測:確保IMU處于正常工作狀態(tài)。 內(nèi)部參數(shù)標定:建立誤差模型,包括零偏、尺度偏差和軸偏差的估計。 Allan方差分析:用于確定IMU標定所需的靜止時間。 試驗數(shù)據(jù)采集:在靜止和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下采集數(shù)據(jù),進行多次循環(huán)以完成標定。 參數(shù)估計與優(yōu)化:首先標定加速度計,然后是陀螺儀,通過較優(yōu)化算法(如LM算法)估計和優(yōu)化參數(shù)。 通過上述過程,可以有效地減少IMU的測量誤差,提高其在各種應(yīng)用中的性能。
在室內(nèi)環(huán)境中,由于GPS信號受限,IMU成為了重要的定位技術(shù)。研究團隊通過粒子濾波算法和多傳感器融合技術(shù),探討了IMU和UWB測量數(shù)據(jù)的融合,展示了它們在室內(nèi)定位中的綜合潛力。IMU能夠捕捉精確的短期運動動態(tài),而UWB提供凌思定位,通過融合這些數(shù)據(jù)可以補償傳感器類型的固有局限性,實現(xiàn)更精確的位置跟蹤。實驗評估顯示,IMU與UWB數(shù)據(jù)融合明顯提高了室內(nèi)定位的準確度。 在室外環(huán)境中,GPS是一種常用的定位技術(shù),但受天氣、建筑物等環(huán)境因素的影響,容易出現(xiàn)定位誤差。IMU雖然不受環(huán)境影響,但存在累積誤差問題。因此,將GPS和IMU融合使用可以充分利用兩者的優(yōu)點,彌補兩者的缺點,實現(xiàn)高精度定位與導(dǎo)航。融合技術(shù)基于濾波技術(shù),如卡爾曼濾波(Kalman Filter),通過將GPS和IMU的定位信息進行融合處理,得到更準確的定位結(jié)果。 總結(jié)來說,IMU定位技術(shù)通過與其他定位技術(shù)的融合,如GPS和UWB,可以在不同環(huán)境中實現(xiàn)高精度的位置和姿態(tài)測量。這種融合不較提高了定位的準確性,還能有效克服單一技術(shù)帶來的局限性。凌思科技致力于提供先進的慣性導(dǎo)航系統(tǒng),有想法的不要錯過哦!
在人形機器人領(lǐng)域,IMU技術(shù)可以幫助機器人在行走跨越障礙物等復(fù)雜動作中保持平衡和穩(wěn)定性,以確保運動姿態(tài)的準確和流暢。 據(jù)公開資料顯示,人形機器人中IMU的用量將達到2-4個,分別配置在頭部、雙足和胯部等關(guān)鍵部位。 除了特斯拉的Optimus外,目前全球凌思的人形機器人廠商如波士頓動力的Atlas和智元機器人的遠征A1、優(yōu)必選的WalkerX、宇樹機器人的H1以及小米的CyberOne等都內(nèi)置了IMU來實現(xiàn)精確的肢體動作控制。 IMU技術(shù)普遍除了應(yīng)用于人形機器人領(lǐng)域,還在智能汽車禾和無人機等多個新興產(chǎn)業(yè)中大有可為。凌思科技為您提供先進的慣性導(dǎo)航系統(tǒng),歡迎您的來電!上海LINS-I500慣性導(dǎo)航單元
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我國的慣導(dǎo)技術(shù)近年來已經(jīng)取得了長足進步,液浮陀螺平臺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、動力調(diào)諧陀螺四軸平臺系統(tǒng)已相繼應(yīng)用于長征系列運載火箭。其他各類小型化捷聯(lián)慣導(dǎo)、光纖陀螺慣導(dǎo)、 激光陀螺慣導(dǎo)以及匹配GPS修正的慣導(dǎo)裝置等也已經(jīng)大量應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)制導(dǎo)武器、飛機、艦艇、運載火箭、宇宙飛船等。如漂移率0.01°~0.02°/h 的新型激光陀螺捷聯(lián)系統(tǒng)在新型戰(zhàn)機上試飛,漂移率0.05°/h 以下的光纖陀螺、捷聯(lián)慣導(dǎo)在艦艇、潛艇上的應(yīng)用,以及小型化撓性捷聯(lián)慣導(dǎo)在各類導(dǎo)彈制導(dǎo)武器上的應(yīng)用,都極大的改善了我軍裝備的性能。青島MMG200慣性導(dǎo)航單元