AHRS


AHRS 代表姿态航向参考系统,该系统使用陀螺仪和参考传感器(磁场传感器和加速度计)计算三维定向。

AHRS 有时被误称为 IMU,通过集成惯性陀螺仪提供三维定向。使用加速度计和磁场传感器,通过参考矢量,即重力和地球磁场,补偿集成漂移。与只集成陀螺仪并高度依赖于高偏置稳定性的传统高精度 IMU 相比,无偏差定向的实现使 AHRS 成为更具成本效益的解决方案。

经济实惠的 MEMS AHRS 在 2000 年后才推出,那时inertial sensors 的价格下降而精度提高,从而催生了大量的 ESP、安全气囊和内置汽车导航应用。像 Xsens 这样的公司使用改进的 inertial sensors 设计 AHRS,可提供应用广泛的三维定向,应用范围从人体运动到无人驾驶车辆的导航以及天线和照相机系统的稳定。Xsens MTi 是一种得到长期验证的产品。

Kalman 滤波

使用陀螺仪、加速度计和磁场传感器仍未能提供稳定的定向。为了应付瞬时加速度、磁干扰和振动,需要在 Kalman 滤波器中融合所有传感器的数据。根据 AHRS 的应用场合,可以采用不同的方法来调谐 Kalman 滤波器。为了实现最佳的性能,Xsens 提供专门根据客户应用调整的用户方案。

GPS 增强型 AHRS

为了在持续长时间的加速度以及严重磁干扰条件下提高 AHRS 性能,Xsens 已经推出了 MTi-G GPS 增强型运动跟踪器。MTi-G 使用 GPS 来确定加速度和速度,从而使得参考重力更加得可靠,以提供可靠的横滚和纵倾。使用 从GPS 获取的航向还可以在不使用磁场传感器的情况下恢复航向。

MTi-G 常用于高动态应用。测试结果和证明书可以在此处找到:

  • MTi-G 在喷气式飞机上
  • MTi-G 在赛道上

MEMS AHRS 替代高精度 IMU?

高精度 IMU 常用于船舶(尤其是潜艇)、飞机和地面防御应用,长期以来一直占据着定向测定领域。这些高精度IMU(例如,Honeywell、Sagem、Northrop Grumman/Litef IMU 的产品)的价格使得定向传感器无法用于规模较小的应用,如天线稳定、小型无人驾驶车辆和遥控潜艇(ROV)。不过,MEMS AHRS 的技术现状能够实现使用这些智能 MEMS AHRS 在选定的应用中替代昂贵的 IMU。并且在之前未考虑使用定向传感器的应用场合也使得定向传感器的使用成为可能。在 Xsens 网站上,您可以找到一些示例:

稳定 EM Solutions 所用天线;EM Solutions 在具有挑战性的关键任务环境中提供稳定的天线系统。Xsens MTi-G 的精度足以应付振动和动态运动。

- MTi 控制机器人机群;机群中的机器人数量(6 个或更多)使得使用传统的定向传感器非常昂贵。使用 MTi,可以提供机群管理员信息给每个个机器人

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欲了解更多信息,请与 Xsens 联系

Wambots with MTi AHRS