Анализ инерциальной измерительной системы на основе волоконно-оптического гироскопа средней и низкой точности | Руководство по схеме навигации на основе волоконно-оптического гироскопа

Откройте для себя систему FOG IMU средней и низкой точности: экономичное, ударопрочное инерциальное навигационное решение для БПЛА, робототехники и морских применений. Узнайте о ее модульной конструкции, быстром запуске и высокой стабильности.

В областях беспилотных систем, интеллектуального производства и точного управления... инерциальный измерительный блок Инерциальный измерительный блок (IMU) становится важнейшей «невидимой технологией». Сегодня мы подробно рассмотрим решение, хорошо зарекомендовавшее себя в реальных проектах — систему IMU на основе волоконно-оптического гироскопа (FOG) средней и низкой точности, разработанную на основе разомкнутого волоконно-оптического гироскопа (FOG). MEMS-акселерометр.
Это не просто инерциальное сенсорное устройство, а идеальный баланс между миниатюризацией, высокой экономичностью и точностью. навигация.

1. Почему стоит выбрать FOG IMU?

Поскольку традиционные инерциальные навигационные системы на основе платформ постепенно уходят в прошлое, инерциальные навигационные системы с жесткой фиксацией Системы синтаксического анализа (SINS) получили широкое распространение благодаря использованию математического моделирования и цифровых вычислений.
Итак, каковы основные преимущества FOG IMU?
(1) Устойчивость к ударам и помехам: Волоконно-оптические гироскопы обладают естественной ударопрочностью и могут выдерживать высокие перегрузки, что делает их особенно подходящими для работы в суровых условиях.
(2) Быстрый запуск: не требуется сложная инициализация; подключи и работай сразу после включения питания.
(3) Точность и экономичность: удовлетворяя требованиям навигации, он также контролирует затраты.
(4) Простая интеграция: малый размер, низкое энергопотребление и простота встраивания.
Поэтому он широко применяется в таких областях, как беспилотные летательные аппараты, робототехника, системы, устанавливаемые на транспортных средствах, и морская навигация.

2. Основные особенности системной архитектуры

Данный инерциальный измерительный блок на основе волоконно-оптического гироскопа (FOG IMU) имеет модульную конструкцию, состоящую из трехосевого волоконно-оптического гироскопа, трехосевого MEMS-акселерометра, модуля сбора данных и высокоскоростного цифрового сигнального процессора (DSP), дополненного алгоритмами температурной компенсации и моделирования ошибок, что обеспечивает стабильный выходной сигнал.
Шесть чувствительных осей расположены в трехмерном ортогональном порядке и в сочетании с программным механизмом компенсации позволяют исключить влияние структурных ошибок на точность навигации.
Кроме того, эта система была проверена с помощью моделирования, что гарантирует сохранение требуемой точности навигационных расчетов даже при использовании датчиков низкой точности.

3. Модуль сбора данных: «Нейронный центр» инерциального измерительного блока (IMU).

Мы специально оптимизировали канал сбора данных:
(1) Аналоговая обработка сигнала: двухступенчатое усиление + аналоговый фильтр, повышающий четкость сигнала.
(2) Высокоточная выборка АЦП: цикл обновления 10 мс, обеспечивающий быструю реакцию системы.
(3) Канал температурной компенсации: Интегрированный мониторинг температуры чипа и окружающей среды, обеспечивающий полную адаптацию к условиям окружающей среды.
Этот модуль играет решающую роль в повышении общей точности системы.

4. Производительность и обратная связь в реальных условиях

После развертывания прототипа и системного тестирования характеристики данной системы FOG IMU следующие:
(1) Отличная стабильность углов ориентации
(2) Статические ошибки в пределах контролируемого диапазона
(3) Высокая помехоустойчивость, способность адаптироваться к быстрым динамическим изменениям
В настоящее время эта система используется на определенном типе платформ для навигации роботов, и отзывы о ней неизменно положительные.

5. Перспективы в предметной области приложений

Система FOG IMU готова к применению в следующих сценариях:
(1) Навигация для беспилотных летательных аппаратов и беспилотные транспортные средства
(2) Морские измерительные системы
(3) Оборудование для промышленной автоматизации
(4) Управление ориентацией низкоорбитальных спутников
(5) Интеллектуальные роботы и точное позиционирование
В будущем мы также выпустим модернизированную версию FOG IMU, разработанную специально для высокоточных задач, таких как UF-100A. Следите за обновлениями!