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用于精确定位的 IMU: 如何使用 IMU 软件实现更高的精度

2019-08-21 09:12 次阅读

许多嵌入式系统需要跟踪其所在的地点或位置和航向,设计人员经常将 GNSS(全球导航卫星系统)作为首选(参见“使用 GNSS 模块快速设计位置跟踪系统”)。然而,GPS 不能总是专门用于确定位置和航向信息,原因有多方面,首先是功耗。

GPS 系统需要消耗大量电力。许多嵌入式系统,尤其是电池大众彩票官网供电的系统,无法负担 100% 时间都维持 GPS 定位所需的功耗预算。此外,GPS 信号会受到阻挡,更新率较慢,且精度为 1 米 (m),这对某些应用而言可能不够。

使用惯性装置 (IMU) 对 GNSS 定位数据进行补充,则可以克服这些问题。

大众彩票官网 前一篇 IMU 文章讨论了如何使用基于 MEMS 技术的相对便宜的 IMU 来确定位置和航向,请参阅“在 GPS 不足以提供精准的位置数据时使用 IMU”。但是,仅凭 IMU 数据还无法提供绝对位置。GNSS 接收器仅提供位置数据,但为了将 IMU 的相对运动数据转换为绝对位置和航向,则需要大量软件,其中会用到传感器滤波、融合和二重积分。

本文讨论 IMU 的嵌入式应用、各种 IMU 传感器所提供数据的误差来源,以及计算来自 IMU 传感器的精准定位和航向信息所需的软件。此外,本文还会讨论 STMicroelectronics MotionFX 库,以及如何使用该软件将 IMU 传感器数据转换为嵌入式系统中的定位和航向。

IMU 如何补充 GNSS 接收器

大众彩票官网 GNSS 存在四个问题:

大众彩票官网 GNSS 信号具有很强的指向性,很容易被建筑物遮挡。因此,室内或城市混凝土峡谷深处的 GNSS 操作可能会有问题。

GNSS 接收器有几十秒甚至更长时间的热启动和冷启动时间。如果 GNSS 接收器不是连续工作(例如为了省电),则每个新位置读数可能需要好几秒才能获得。

大众彩票官网 GNSS 的位置更新率被限制为每秒一次。对于涉及快速运动的嵌入式应用,该更新率不够快。这样的应用有很多,从虚拟现实到材料处理和机器人技术。

GNSS 精度为米级。该分辨率对于许多嵌入式应用而言太过粗糙。

IMU 提供了许多嵌入式应用所需的更精细的定位分辨率和更快的更新率。并且,和 GNSS 接收器提供绝对定位信息相反,IMU 提供距离已知起点的相对位置信息,因此这两种可互为补充。IMU 的这些特点使其对于增强直接从 GNSS 接收器获得的定位信息非常有用,请参阅“使用 GNSS 模块快速设计位置跟踪系统”。

IMU 在航空航天工业中的应用已有数十年历史。然而,航空航天用精密 IMU 是基于昂贵的陀螺仪和其他大型传感器,难以应用于对成本更敏感的系统。

现代电子 IMU 已高度集成化,可包含多种类型的传感器——加速计、陀螺仪和磁力仪;其基于微机电系统 (MEMS) 技术,因此体积小、重量轻且相对坚固。这些新一代 IMU 可作为板安装元件提供,经证明非常适合嵌入式应用。

大众彩票官网 IMU 可提供多种自由度 (DOF),而且与 GNSS 接收器不同,IMU 不依赖无线电信号提供定位数据。IMU 耗电量也极低,来源众多,并具有广泛的分辨率和精度规格可供选择。

大众彩票官网 借助这些特性,IMU 可用于增强 GNSS 接收器模块提供的定位信息(参见“使用 GNSS 模块快速设计位置跟踪系统”),但还需要大量软件来过滤 IMU 传感器数据,融合 IMU 内部多种类型传感器提供的数据,并利用二重积分根据融合的传感器数据计算位置。

IMU 误差源

大众彩票官网 多个传感器结合以提高精度是航空航天工业长期以来的常见做法,其中加速计和陀螺仪广泛用于惯性导航系统。在此类系统中,陀螺仪通过角速度变化检测方向,但随着时间推移,陀螺仪往往会漂移,因为它仅检测变化而没有固定的参考系。将加速计数据添加到陀螺仪数据中,可以最大限度地减小陀螺仪偏置,从而得到更准确的位置估计。加速计检测相对于重力的方向变化,该数据可用于给陀螺仪定向。

加速计对于静态(与动态相反)计算更准确。当系统已处于运动状态时,利用陀螺仪检测方向要更好。加速计反应迅速,若只使用该数据,加速计抖动和噪声会产生累积误差。此外,由于重力之类的外力,加速计往往会使加速度失真,这也会作为噪声在系统中累积。

将陀螺仪的长期精度与加速计的短期精度相结合,依靠每种传感器的优势来抵消或至少减轻另一种传感器的弱势,可以获得更精确的方向读数。这两类传感器相互补充。

此时需要融合滤波来减少误差

IMU 软件使用滤波来最大限度地减小 IMU 数据的定位误差。有多种滤波方法可融合传感器数据,每种方法都有不同程度的复杂性。互补滤波是合并多个传感器所提供数据的简单方法。互补滤波是一种将高通陀螺仪滤波和低通加速计滤波相结合的线性函数。因此,加速计数据中的高频噪声会在短期内被滤除,并且被陀螺仪数据平滑。

大众彩票官网 虽然互补滤波在计算上很简单,但为了实现更好的精度,IMU 现在更喜欢使用卡尔曼滤波之类的更复杂技术。卡尔曼滤波是一种非常受欢迎的递归传感器融合算法,不需要大量处理能力就能构建更精确的定位系统。卡尔曼滤波有多种类型,包括标准卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波 (EKF) 和无迹卡尔曼滤波 (UKF)。

卡尔曼滤波使用若干数学方程来预测值,并基于以下假设:被滤波的数据为高斯分布形式,对其应用线性方程进行滤波。然而,现实世界中的运动并不像卡尔曼滤波的假设那样中规中矩。实际运动遵循的方程常常涉及非线性的正弦和余弦函数,因此 EKF 采用泰勒级数和高斯分布的单点近似来线性化非线性函数。这些近似可能是重大的误差源。

大众彩票官网 UKF 使用确定性采样方法来解决此误差问题,生成一组精心选择的采样点来代表数据的预期高斯分布,而不是 EKF 所用的单点近似。这些采样点完全捕获了预期高斯值的真实均值和协方差,从而实现更精确的滤波。

磁力仪误差源

典型 IMU 包含三种不同的传感器:用于测量角速度/速度的陀螺仪、用于测量线性加速度的加速计以及用于测量磁场强度的磁力仪。更具体地说,IMU 的磁力仪测量地球的磁场强度,以确定相对于地磁北极的航向。设计用于导航应用的 IMU 的每类传感器通常有三个,以对应三个正交运动轴。

大众彩票官网 然而,磁力仪易受硬铁和软铁失真的影响。外部磁场影响导致的地球磁场失真一般分为硬铁效应和软铁效应两种。如果不存在失真效应,将磁力仪旋转 360° 并将结果数据绘制成图,得到的将是一个以 (0, 0) 为中心的圆(图 1)。

大众彩票官网 图 1:如果附近的铁质材料未引起局部磁场失真,则将磁力仪旋转 360° 并将结果数据绘制成图,得到的将是一个以位置 (0, 0) 为中心的圆。(图片来源:sensorsmag.com)

大众彩票官网 硬铁和/或软铁效应的存在可能会影响该圆。硬铁效应导致其从位置 (0, 0) 发生简单偏移(图 2)。

大众彩票官网 图 2:硬铁失真效应导致磁力数据从位置 (0, 0) 发生偏移。(图片来源:sensorsmag.com)

软铁效应使圆变形,产生一个椭圆(图 3)。

图 3:软铁失真效应会 360° 磁力数据,将其从圆形变为椭圆形。(图片来源:sensorsmag.com)

大众彩票官网 请注意,硬铁效应和软铁效应可能同时出现。

大众彩票官网 补偿软铁失真所需的计算量比补偿硬铁失真的计算量要大得多,因此,从 IMU 的磁力仪附近移走软铁材料可能是更有效、更经济的办法。但在很多情况下,这不是一种选择,而需要进行补偿计算。

积分,然后再次积分

大众彩票官网 最后,加速计和陀螺仪仅提供关于物体上的加速力(线性和旋转)的信息,因此必须将该数据积分两次才能确定位置,因为加速度是物体速度的变化率,而速度是物体位置的变化率。换言之,IMU 陀螺仪和加速计数据提供的是物体绝对位置的二阶导数。

大众彩票官网 二重积分本身就需要相当多的处理,但对于三维定位,还必须消除重力的加速度影响。对于加速计,重力表现为恒定加速度,导致其数据发生偏移。通常,重力的加速度影响必须在 IMU 和包含 IMU 的物体处于静止状态时,通过校准从系统中消除。

大众彩票官网 请注意,由于采样误差,这种二重积分会引起误差。采样率越慢,误差越大。

大众彩票官网 IMU 软件的设计考虑因素

大众彩票官网 为实际的 IMU 软件实现这些算法时,请考虑以下措施和建议:

大众彩票官网 IMU 传感器信号有噪声,需要进行数字滤波。通常,IMU 应用中会使用某种卡尔曼滤波。

即使进行滤波,仍不免存在其他误差源,例如耦合大众彩票官网到 IMU 的噪声,以及上面讨论的硬铁和软铁失真。必须滤除这种噪声,或以其他方式从数据中消除此噪声。

应用开始时,需要在 IMU 处于静止状态时执行校准例程,原因是为了尽可能准确,软件需要知道当物体不运动时传感器读数是多少。运动中物体的实际加速度值等于加速度传感器的当前采样值减去校准值。

校准后,传感器值可以是正数,也可以是负数。因此,保存这些值的变量必须有正负之分。

大众彩票官网 对传感器数据的采样频率越高,产生的结果越准确,但更多样本将需要更多存储器和更严格的定时要求,还可能涉及到其他硬件考虑因素。

大众彩票官网 采样周期必须始终完全相同。采样周期不相等会引起数据误差。

大众彩票官网 样本之间的线性数据拟合(插值)可产生更准确的结果,但也需要更多的处理时间。

从上面的讨论中可以明显看出,根据 IMU 数据确定航向、位置和运动所需的计算并不简单。因此,IMU 供应商常常为其产品提供软件应用包来执行这些计算。例如,STMicroelectronics 开发了 MotionFX 库,此库扩展了该公司的可下载 X-CUBE-MEMS1 软件的功能,以包含 IMU 功能。

该库中的软件从加速计、陀螺仪和磁力仪获取数据,并为 STMicroelectronics 的 MEMS 传感器(包括 IMU)提供实时运动传感器数据融合。无论环境条件如何,MotionFX 滤波和预测软件都使用高级算法智能集成来自多个 MEMS 传感器的输出。该库仅针对 STMicroelectronics 的 MEMS IMU 设计,若使用其他供应商的 IMU,无法保证该软件的功能和性能。

MotionFX 库运行在 STMicroelectronics 各种基于 Arm® Cortex®-M0+、Cortex-M3 和 Cortex-M4 处理器内核的微控制器上。当安装在以下开发板上时,有针对 STMicroelectronics X-NUCLEO-IKS01A2 扩展板(图 4)的实例实现供参考:

NUCLEO-F401RE 开发板,基于 F4 MCU大众彩票官网,内置 Arm Cortex-M4 处理器内核;

NUCLEO-L476RG 开发板,基于 STM32L4 MCU,内置 Arm Cortex-M4 处理器内核;

大众彩票官网 NUCLEO-L152RE 开发板,基于 STM32L1 MCU,内置 Arm Cortex-M3 处理器内核;

大众彩票官网 或 NUCLEO-L073RZ 开发板,基于 STM32L0 MCU,内置 Arm Cortex-M0+ 处理器内核。

大众彩票官网 STMicroelectronics 的 MotionFX 库管理并融合了来自 IMU 的加速计、陀螺仪和磁力仪的数据。该库提供以下例程:

大众彩票官网 实时、9 轴、数据融合(加速计、陀螺仪、磁力仪)

实时、6 轴、运动传感器数据融合(加速计、陀螺仪)

大众彩票官网 旋转、四元数、重力和线性加速度数据的计算

陀螺仪偏置校准

磁力仪硬铁校准

使用 MotionFX 软件时,STMicroelectronics 建议采用 100 Hz 传感器数据采样频率。

大众彩票官网 图 4:STMicroelectronics 针对 IMU 的 MotionFX 软件支持其 X-NUCLEO-IKS01A2 扩展板。(图片来源:STMicroelectronics)

MotionFX 库实现了一种传感器融合算法来估计空间中的三维方向。它过滤并融合来自多个传感器的数据,以弥补 IMU 各个传感器的局限性。

大众彩票官网 清单 1 提供的演示代码显示了启动和运行 STMicroelectronics IMU 所需的操作。

副本 […]#define VERSION_STR_LENG 35 #define MFX_DELTATIME 10 […]/*** Initialization ***/ char lib_version[VERSION_STR_LENG]; char acc_orientation[3]; MFX_knobs_t iKnobs; /* Sensor Fusion API initialization function */ MotionFX_initialize(); /* Optional: Get version */ MotionFX_GetLibVersion(lib_version); MotionFX_getKnobs(&iKnobs); /* Modify knobs settings */ MotionFX_setKnobs(&iKnobs); /* Enable 9-axis sensor fusion */ MotionFX_enable_9X(MFX_ENGINE_ENABLE); […]/*** Using Sensor Fusion algorithm ***/ Timer_OR_DataRate大众彩票官网_Interrupt_Handler() { MFX_input_t data_in; MFX_output_t data_out; /* Get acceleration X/Y/Z in g */ MEMS_Read_AccValue(data_in.acc[0], data_in.acc[1], data_in.acc[2]); /* Get angular rate X/Y/Z in dps */ MEMS_Read_GyroValue(data_in.gyro[0], data_in.gyro[1], data_in.gyro[2]); /* Get magnetic field X/Y/Z in uT/50 */ MEMS_Read_MagValue(data_in.mag[0], data_in.mag[1], &data_in.mag[2]); /* Run Sensor Fusion algorithm */ MotionFX_propagate(&data_out, &data_in, MFX_DELTATIME); MotionFX_update(&data_out, &data_in, MFX_DELTATIME, NULL); }

清单 1:演示代码显示了如何使用 MotionFX 库来从该公司的 X-NUCLEO-IKS01A2 扩展板上的 IMU 元件提取信息。(代码来源:STMicroelectronics)

大众彩票官网 该演示软件的流程图如下所示(图 5)。

大众彩票官网 图 5:此流程图说明了清单 1 中的 MotionFX 演示代码所使用的步骤顺序,以便从 STMicroelectronics 的 X-NUCLEO-IKS01A2 扩展板提取数据,并将数据融三维空间方向。(图片来源:STMicroelectronics)

请注意,陀螺仪数据可能会漂移,导致三维空间方向估计的精度降低。MotionFX 软件可以使用磁力仪数据(提供绝对方向信息)来补偿这种降级情况。同时,磁力仪不能以高速率产生航向数据,而且磁力仪会遭受磁干扰,但陀螺仪数据可以弥补磁力仪的这些弱点。

大众彩票官网 MotionFX 软件的 9 轴传感器融合计算使用来自加速计、陀螺仪和磁力仪的数据,提供三维空间中的绝对方向,包括航向(相对于地磁北极)。

MotionFX 软件的 6 轴传感器融合计算仅使用加速计和陀螺仪的数据。此操作级别对计算的要求较低,并且不提供关于绝对方向的信息,但该例程比 9 轴例程运行得更快。6 轴传感器融合适合测量快速运动,例如游戏或固定机器人,另外也可用在不需要绝对方向的场合。

总结

大众彩票官网 IMU 在嵌入式应用中非常有用,可以自行提供位置和航向信息。IMU 也可用于增强 GNSS 接收器信息,以提高定位精度或更新率。然而,将 IMU 集成到嵌入式系统中需要大量软件,IMU 供应商常常会提供相关软件,以帮助实现这些器件的实际应用。

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ADIS16334 薄型6自由度惯性传感器

ADIS16475 精密迷你 MEMS IMU(2000dps,8g)

和特点 三轴数字陀螺仪 范围选项:±125°/sec、±500°/sec、±2000°/sec 运动中偏置稳定度: 2°/小时 角度随机游走为 0.15°/√hr 轴间错位误差为 ±0.1° 三轴数字加速计,±8 g 运动中偏置稳定度 3.6μg 三轴角度变化和速度变化输出 工厂校准的灵敏度、偏置和轴向对准 校准温度范围:−40°C 至 +85°C 兼容串行外设接口 (SPI) 可编程操作和控制 自动和手动偏置校正控制 用于同步数据采集的数据就绪指示器 外部同步模式:直接、PPS、输出 按需对惯性传感器自测 按需对闪存自测 单电源供电:3.0 V 至 3.6 V 冲击生存能力:2000 g 工作温度范围:−40°C 至 +105°C 产品详情 ADIS16475是一款完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计。ADIS16475中内置的每个惯性传感器都实现了业界领先的iMEMS®技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺偏置)进行校准。因此,各传感器均有其自己的动态补偿公式,可提供精确的传感器测量。与复杂且昂贵的分立设计方案相比,ADIS16475为精确的多轴惯性检测与工业系统的集成提供了简单而经济高效的方法...
发表于 02-22 15:58 23次 阅读
ADIS16475 精密迷你 MEMS IMU(2000dps,8g)

ADIS16470 宽动态范围微型 MEMS IMU

和特点 三轴数字陀螺仪,范围为 ±2000°/sec 运行偏置稳定性为 8°/小时 0.008 °/sec/√Hz速率噪声密度 三轴数字加速计,±40 g 运行偏置稳定性为 10μg 三轴角度变化和速度变化输出 工厂校准的灵敏度、偏置和轴向对准 校准温度范围:−10°C 至 +75°C 兼容串行外设接口 (SPI) 可编程操作和控制 自动和手动偏置校正控制 用于同步数据采集的数据就绪指示器 外部同步模式:直接、PPS、输出 内部传感器按需自检 闪存按需自检 单电源供电:3.0 V 至 3.6 V 冲击生存能力:2000 g 工作温度范围:−25°C 至 +85°C 产品详情 ADIS16470是一款完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计。ADIS16470中内置的每个惯性传感器都实现了业界领先的iMEMS® 技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺偏置)进行校准。因此,各传感器均有其自己的动态补偿公式,可提供精确的传感器测量。与复杂且昂贵的分立设计方案相比,ADIS16470为精确的多轴惯性检测与工业系统的集成提供了简单而经济高效的方法。所有必需的运动测试及校准都是工厂生产过程的一部分,大...
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ADIS16470 宽动态范围微型 MEMS IMU

ADIS16445 紧凑型精密6自由度惯性传感器

和特点 三轴数字陀螺仪,提供数字范围调整±62°/sec, ±125°/sec, ±250°/sec 轴间对准:<0.05° 三轴数字加速度计,±5 g(最小值) 自治工作和数据收集无需外部配置命令启动时间:175 ms 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准校准温度范围: -40℃至+85℃ SPI兼容型串行接口 嵌入式温度传感器 可编程工作与控制 自动和手动偏置校正控制 Bartlett窗口、FIR长度、抽头数 数字I/O:数据就绪、报警指示、通用 状态监控报警 使能外部采样时钟输入:最高1.1 kHz 单命令自测 单电源供电:3.15 V至3.45 V 抗冲击能力:2000 g 工作温度范围:−40°C至+105°C产品详情 ADIS16445 iSensor®器件是一款完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计。ADIS16445中的每个传感器都实现了业界领先的iMEMS®技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺偏置)进行校准。因此,各传感器均有其自己的动态补偿公式,可提供精确的传感器测量。与复杂且昂贵的分立设计方案相比,ADIS16445为精确的多轴惯性检测与工业系统的集成提供了简单而高效的方法。所有必需的运动测...
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ADIS16445 紧凑型精密6自由度惯性传感器

ADIS16477 精密微型 MEMS IMU(2000dps,40g)

和特点 三轴数字陀螺仪 ±125°/sec、±500°/sec、±2000°/sec 范围选项 运行偏置稳定性为 2°/hr 角度随机游走为 0.15°/√hr 轴间错位误差为 ±0.1° 三轴数字加速计,±40 g 运行偏置稳定性为 13μg 三轴,角度增量和速度增量输出 工厂校准的灵敏度、偏置和轴向对准 校准温度范围:−40°C 至 +85°C 兼容串行外设接口 (SPI) 可编程操作和控制 自动和手动偏置校正控制 用于同步数据采集的数据就绪指示器 外部同步模式:直接、PPS、输出 内部传感器按需自检 闪存按需自检 单电源供电:3.0 V 至 3.6 V 2000 g 冲击生存能力 工作温度范围:−40°C 至 +105°C 产品详情 ADIS16477 是一个完整的惯性系统,包括一个三轴陀螺仪和一个三轴加速计。ADIS16477 中的每个惯性传感器均结合了行业领先的 iMEMS® 技术和可优化动态性能的信号调节功能。工厂校准可表现每个传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速(陀螺仪偏置)特性。因此,每个传感器都有其自己的动态补偿公式,用以提供准确的传感器测量。ADIS16477 提供了一种简单、经济高效的方法,用于将精确的多轴惯性测量技术集成到工业系统中,尤其是在与离散设计所涉及的复杂性和投资进...
发表于 02-22 15:58 67次 阅读
ADIS16477 精密微型 MEMS IMU(2000dps,40g)

ADIS16364 高精密三轴惯性传感器

和特点 具有数字量程刻度的三轴陀螺仪设置:±75°/sec, ±150°/sec, ±300°/sec分辨率:14位三轴加速计测量范围:±5 g分辨率:14位带宽:350 Hz出厂校准的灵敏度、偏置和对准校准温度范围:-20°C至+70°C外部时钟输入,用于采样同步数字控制偏置校准数字控制采样速率数字控制滤波可编程条件监控辅助数字输入/输出欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 ADIS16364 iSensor®是一款完整的三轴陀螺仪与三轴加速计惯性检测系统。这款传感器结合了ADI公司的iMEMS®与混合信号处理技术,提供校准的数字惯性检测,是高集成度的解决方案。SPI接口和简单的输出寄存器结构实现了方便的数据访问和配置控制。通过SPI端口可以访问下列嵌入式传感器:X、Y和Z轴角速度;X、Y和Z轴线性加速度;内部温度;电源;以及辅助模拟输入。惯性传感器在各个轴上执行精密对准,并在-20°C至+70°C的温度范围内(工作温度范围为-40°C至+105°C)对失调和灵敏度进行校准。嵌入式控制器可以动态补偿对传感器的所有主要影响,因此能够在无需测试、电路或用户干预的情况下保证高度精确的传感器输出。以下可编程特性能够简化系统集成:系统内自动偏置校准、数字滤...
发表于 02-22 15:58 54次 阅读
ADIS16364 高精密三轴惯性传感器

ADIS16460 紧凑型精密6自由度惯性传感器

和特点 三轴数字陀螺仪 测量范围: ±100°/秒(最小值) 运动中偏置稳定度:8°/小时(典型值) X轴角向随机游动:0.12°/√小时(典型值) 三轴数字加速度计:±5 g(动态范围) 自治工作和数据采集 无需外部配置命令 快速启动时间 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准 校准温度范围: 0°C ≤ TA ≤ 70°C 串行外设接口(SPI)数据通信 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 ADIS16460 iSensor®器件是一款完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计。 ADIS16460中内置的每个传感器都实现了业界领先的iMEMS®技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。 工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置和对准进行校准。 因此,各传感器均有其自己的动态补偿公式,可提供精确的传感器测量。 与复杂且昂贵的分立设计方案相比,ADIS16460为精确的多轴惯性检测与工业系统的集成提供了简单而高效的方法。 所有必需的运动测试及校准都是工厂生产过程的一部分,大大缩短了系统集成时间。 严格的正交对准可简化导航系统中的惯性坐标系对准。 SPI和寄存器结构针对数据收集和配置控制提供简单的接口。 ADIS16460采用约为...
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ADIS16460 紧凑型精密6自由度惯性传感器

ADIS16365 6自由度惯性传感器

和特点 三轴数字陀螺仪,数字范围调整设置:±75°/秒、±150°/秒、±300°秒/严格的正交对准:<0.05° 三轴数字加速度计测量范围:±18 g 自治工作和数据收集无需外部配置命令启动时间:180 ms休眠模式恢复时间:4 ms 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准 校准温度范围ADIS16360:+25°CADIS16365:−40°C至+85°C SPI兼容型串行接口 宽带宽:330 Hz 欲了解更多特性,请参考数据手册产品详情 ADIS16360/ADIS16365 iSensor® 器件均为完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计。各传感器器件均集业界领先的iMEMS® 技术与优化动态性能的信号调理功能于一体。工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺偏置)进行校准。因此,各传感器均有其自己的动态补偿公式,可提供精确的传感器测量。ADIS16360/ADIS16365可提供在工业系统中集成精确的多轴惯性检测功能的简单、高效方法,与分立式设计的复杂度和投入相比,其优势尤为明显。所有必需的运动测试和校准均为工厂生产过程的一部分,可大大减少系统集成时间。严格的正交对准可简化导航系统中的惯性坐标系对准。经过改进的SPI接口和寄存器结构能...
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ADIS16365 6自由度惯性传感器

ADIS16448 紧凑、精密10自由度惯性传感器

和特点 三轴数字陀螺仪,提供数字范围调整 设置:±250°/sec, ±500°/sec, ±1000°/sec 轴间对准:<0.05° 三轴数字加速度计, ±18 g (最小值) 三轴数字磁力计, ±1.9 高斯(最小值) 数字气压计,10 mbar至1200 mbar 校准压力范围:300 mbar至1100 mbar 自治工作和数据收集 无需外部配置命令 启动时间:205ms 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准 校准温度范围:-40°C至+85°C SPI兼容型串行接口 具有可选CRC-16的突发模式读序列 嵌入式温度传感器 可编程工作与控制 自动和手动偏置校正控制 Bartlett窗口、FIR长度、抽头数 数字I/O:数据就绪、报警指示、通用 状态监控报警 使能外部采样时钟输入:最高1.1 kHz 单命令自测 单电源供电:3.15 V至3.45 V 抗冲击能力:2000 g 工作温度范围:-40°C至+105°C 产品详情 ADIS16448 iSensor®是一款完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪、一个三轴加速度计、一个三轴磁力计和压力传感器。每个传感器都实现了业界领先的iMEMS®技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。工厂校准为每个传感器提供灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺仪偏置)特性。因此,各传感器...
发表于 02-22 15:57 97次 阅读
ADIS16448 紧凑、精密10自由度惯性传感器

ADIS16362 6自由度惯性传感器

和特点 三轴数字陀螺仪,数字范围调整 设置:±75°/秒、±150°/秒、±300°/秒 严格的正交对准:<0.05° 三轴数字加速度计: ±1.7 g 宽传感器带宽:330 Hz 自治工作和数据收集无需外部配置命令启动时间:180 ms休眠模式恢复时间:4 ms 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准 校准温度范围:−20°C至+70°C SPI兼容型串行接口 嵌入式温度传感器 可编程工作与控制:请参考数据手册 单电源供电:4.75 V至5.25 V 抗冲击能力:2000 g 工作温度范围:−40°C至+105°C产品详情 ADIS16362 iSensor®是一款完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计。每个传感器都实现了业界领先的iMEMS®技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。工厂校准为每个传感器提供灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺仪偏置)特性。因此,每个传感器都有其自己的动态补偿公式,可在−20°C至+70°C的温度范围内提供精确的传感器测量。与复杂且昂贵的分立设计方案相比,ADIS16362为精确的多轴惯性检测与工业系统的集成提供了简单而高效的方法。所有必需的运动测试及校准都是工厂生产过程的一部分,大大缩短了系统集成时间。严格的正交对准可简化...
发表于 02-22 15:56 49次 阅读
ADIS16362 6自由度惯性传感器

ADIS16485 战术级6自由度MEMS惯性传感器

和特点 三轴数字陀螺仪,±450°/秒动态范围 -- 正交对准误差:±0.05° -- 运动中偏置稳定度:6°/小时-- 角向随机游动:0.3°/√小时-- 0.01%非线性度 三轴数字加速度计:±5 g 三轴、角度变化和速度变化输出 快速启动时间:约500 ms 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准 校准温度范围:−40°C至+85°C SPI兼容型串行接口 嵌入式温度传感器 可编程工作与控制 -- 自动和手动偏置校正控制 -- 4个FIR滤波器库、120个配置抽头-- 数字I/O:数据就绪报警指示、外部时钟-- 状态监控报警-- 电源管理支持关断/休眠模式-- 可选外部采样时钟输入:最高2.4 kHz-- 单命令自测 单电源供电:3.0 V至3.6 V 抗冲击能力:2000 g 工作温度范围:-40°C至+105°C 产品详情 ADIS16485 iSensor®器件是一款完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计。每个惯性传感器都实现了业界领先的iMEMS®技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺偏置)进行校准。因此,各传感器均有其自己的动态补偿公式,可提供精确的传感器测量。 与复杂且昂贵的分立设计方案相比,ADIS16485为精确的多...
发表于 02-15 18:36 69次 阅读
ADIS16485 战术级6自由度MEMS惯性传感器

ADIS16489 7自由度惯性传感器

和特点 三轴数字陀螺仪,±450°/秒动态范围 ±0.018°轴到轴对齐误差 运动中偏置稳定度:5.3°/小时 角向随机游动:0.25°/√小时 非线性度:0.045°/秒 三轴数字加速度计,±18 g动态范围 气压计,300 mbar至1100 mbar 三轴角度变化和速度变化输出 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准 校准温度范围:-40°C至+85°C SPI兼容 可编程工作与控制 自动和手动偏置校正控制 4个FIR滤波器库、120个配置抽头 数字I/O:数据就绪报警指示、外部时钟 状态监控报警 电源管理支持关断/休眠模式 可选输入同步时钟:最高2.4 kHz 按需对惯性传感器自测 按需闪存测试(校验和) 单电源供电:3.0 V至3.6 V 抗冲击能力:2000 g 聚对二甲苯涂层(用于内部电路的防潮层) 工作温度范围:-40°C至+105°C 产品详情 ADIS16489是一款完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪、一个三轴加速度计和一个气压计。ADIS16489中内置的每个惯性传感器都实现了业界领先的iMEMS®技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺偏置)进行校准。因此,各传感器均有其自己的动态补偿公式,可提供精确的传感...
发表于 02-15 18:36 48次 阅读
ADIS16489 7自由度惯性传感器

ADXC1500 组合式陀螺仪和双轴加速度计

和特点 组合式偏航角速度陀螺仪和双轴、低g加速度计 温度补偿,高精度偏置和灵敏度性能 通过汽车应用认证 整个工作温度范围内的加速度计偏置稳定性:±30 mg 整个工作温度范围内的陀螺仪零点稳定性:±2°/秒 加速度计噪声:2.5 mg rms(典型值,35.6 Hz时) 陀螺仪噪声;0.1°/秒(典型值,35.6 Hz时) 陀螺仪:线性加速度抑制0.03°/秒/g 加速度计:±32 g过载性能 16位数据字和4位CRC SPI数字输出 全面的机电故障安全特性 6 kHz数据更新速率 可编程滤波器响应 低静态功耗:<16 mA 工作电压:3.3 V或5 V 温度范围:-40°C至+105°C 16引脚倒腔SOIC封装,具有稳定的抗电磁干扰性能 产品详情 ADXC1500是一款偏航角速度陀螺仪和双轴加速度计,集成于单封装中。它针对电子稳定控制(ESC)和其他同时需要偏航角速度和加速度信号的高性能应用而设计。内部温度传感器可补偿偏移和灵敏度性能,在−40°C至+105°C温度范围内提供出色的稳定性。数字串行端口接口(SPI)向主机微控制器传输偏航角速度和加速度数据。4位循环冗余校验(CRC)为传输的SPI数据提供故障覆盖,内部故障检测例程可确保所有报告的偏航角速度和加速度数据的完整性。完全集...
发表于 02-15 18:36 42次 阅读
ADXC1500 组合式陀螺仪和双轴加速度计

ADIS16495 战术级、6自由度惯性传感器

和特点 三轴数字陀螺仪 范围选项:±125°/秒、±450°/秒、±2000°/秒 ±0.05°轴到轴对齐误差 ±0.25°(最大值)轴到封装对齐误差 运动中偏置稳定度:0.8°/小时 角向随机游动:0.09°/√小时 三轴数字加速度计:±8g 运动中偏置稳定度:3.2 μg 三轴角度变化和速度变化输出 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准 校准温度范围:−40°C至+85°C SPI兼容 可编程工作与控制 自动和手动偏置校正控制 可配置FIR滤波器 数字I/O:数据就绪、外部时钟 采样时钟选项:内部、外部或缩放 按需对惯性传感器自测 单电源供电:3.0 V至3.6 V 抗冲击能力:1500 g 工作温度范围:−40°C至+105°C 产品详情 ADIS16495是一款完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计。ADIS16495中内置的每个惯性传感器都实现了业界领先的iMEMS®技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺偏置)进行校准。因此,各传感器均有其自己的动态补偿公式,可提供精确的传感器测量。与复杂且昂贵的分立设计方案相比,ADIS16495为精确的多轴惯性检测与工业系统的集成提供了简单而经济高...
发表于 02-15 18:36 160次 阅读
ADIS16495 战术级、6自由度惯性传感器

ADIS16488A 战术级10自由度惯性传感器

和特点 三轴数字陀螺仪,±450°/秒动态范围 正交对准误差:±0.05° 运动中偏置稳定度:5.1°/小时 角向随机游动:0.26°/√小时 0.01%非线性度 三轴数字加速度计:±18 g 三轴角度变化和速度变化输出 三轴数字磁力计:±2.5高斯 数字压力传感器:300 mbar至1100 mbar 快速启动时间:约500 ms 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准 校准温度范围:-40°C至+85°C SPI兼容型串行接口 嵌入式温度传感器 可编程工作与控制 自动和手动偏置校正控制 4个FIR滤波器库、120个配置抽头 数字输入/输出:数据就绪报警指示、外部时钟 状态监控报警 电源管理支持关断/休眠模式 可选外部采样时钟输入:最高2.4 kHz 单命令自测 单电源供电:3.0 V至3.6 V 抗冲击能力:2000 g 工作温度范围:−55°C至+105°C (CML) 产品详情 ADIS16488A iSensor®是一款完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪、一个三轴加速度计、一个三轴磁力计和一个压力传感器。每个惯性传感器都实现了业界领先的iMEMS®技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。工厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度(陀螺偏置)进行校准。因此,各传感器均有其自己的动态...
发表于 02-15 18:36 103次 阅读
ADIS16488A 战术级10自由度惯性传感器

ADIS16405 High Precision Tri-Axis Gyroscope, Accelerometer, Magnetometer

和特点 下载示例代码Triaxial, digital gyroscope with digital range scaling±75°/sec, ±150°/sec, ±300°/sec settingsTight orthogonal alighment, <0.05°Triaxial, digital accelerometer, ±18 gTriaxial, digital magnetometer, ±2.5 gaussAutonomous operation and data collectionNo external configuration commands required220 ms start-up time4 ms sleep mode recovery timeFactory-calibrated sensitivity, bias, and axial alignmentADIS16405 calibration temperature range: −40°C to +85°CSPI-compatible serial interfaceEmbedded temperature sensorProgrammable operation and control: see data sheetSingle-supply operation: 4.75 V to 5.25 V2000 g shock survivabilityOperating temperature range: −40°C to +105°C 产品详情 The ADIS16400/ADIS16405 iSensor® products are complete inertial systems that include a triaxal gyroscope, a triaxial accelerometer, and a triaxial magnetometer. The ADIS16400/ ADIS16405 combine industry-leading iMEMS® technology w...
发表于 02-15 18:36 55次 阅读
ADIS16405 High Precision Tri-Axis Gyroscope, Accelerometer, Magnetometer

ADIS16465 精密 MEMS IMU 模块

和特点 三轴数字陀螺仪 ±125°/sec、±500°/sec、±2000°/sec 动态范围型号 运行偏置稳定性为 2°/hr (ADIS16465-1) 角度随机游走为 0.15°/√hr(ADIS16465-1 和 ADIS16465-2) 轴间错位误差为 ±0.05° 三轴数字加速计,±8 g 运行偏置稳定性为 3.6 μg 三轴,角度增量和速度增量输出 工厂校准的灵敏度、偏置和轴向对准 校准温度范围: −40°C 至 +85°C SPI 兼容数据通信 可编程操作和控制 自动和手动偏置校正控制 用于同步数据采集的数据就绪指示器 外部同步模式: 直接、脉冲、缩放和输出 惯性传感器按需自检 闪存按需自检 单电源供电 (VDD): 3.0 V 至 3.6 V 2000 g 机械冲击生存能力 工作温度范围: −40°C 至 +105°C 产品详情 ADIS16465 是一款精密微电子机械系统 (MEMS) 惯性测量单元 (IMU),它包括一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计。 ADIS16465 中的每个惯性传感器均结合了信号调节功能以优化动态性能。 工厂校准可表现每个传感器的灵敏度、偏置、对准、线性加速(陀螺仪偏置)和冲击点(加速度计位置)。 因此,每个传感器都有动态补偿公式,用以在各种条件下提供准确的传感器测量。ADIS16465 提供...
发表于 02-15 18:36 44次 阅读
ADIS16465 精密 MEMS IMU 模块

ADIS16480 具有动态方位输出的10自由度MEMS惯性传感器

和特点 动态角度输出 -- 四元数、欧拉常数、旋转矩阵 -- 0.1°(俯仰、滚动)和0.3°(偏航)静态精度 三轴数字陀螺仪,±450°/s动态范围 - 正交对准:<±0.05° - 运动中偏置稳定度:6°/小时 - 角向随机游动:0.3°/√hr - 0.01%非线性度 三轴数字加速度计:±10 g 三轴角度变化和速度变化输出 三轴数字磁力计:±2.5高斯 数字压力传感器:300 mbar至1100 mbar 自适应扩展卡尔曼滤波器 -- 自动协方差计算 -- 可编程参考重定向 -- 可编程传感器干扰水平 -- 可配置事件驱动控制 工厂校准的灵敏度、偏置和轴对准 -- 校准温度范围:−40°C至+85°C SPI兼容型串行接口 可编程工作与控制 -- 4个FIR滤波器库、120个可配置抽头 -- 数字I/O:数据就绪报警指示、外部时钟 -- 可选外部采样时钟输入:最高2.4 kHz -- 单命令自测 单电源供电:3.0 V至3.6 V 抗冲击能力:2000 g 产品详情 ADIS16480iSensor®器件是一款用于动态方位检测的完整惯性系统,内置一个三轴陀螺仪、一个三轴加速度计、三轴磁力计、压力传感器和一个扩展卡尔曼滤波器(EKF)。每个惯性传感器都实现了业界领先的iMEMS®技术与信号调理技术的完美结合,可提供优化的动态性能。...
发表于 02-15 18:36 58次 阅读
ADIS16480 具有动态方位输出的10自由度MEMS惯性传感器

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发表于 01-03 08:00 127次 阅读
SKM80D GNSS一体式解决方案模块的数据手册免费下载

一种新型可量测影像与GPS、IMU组合的导航方法

本文提出了一种基于可量测影像与卫星、惯性组合导航方法,研究了系统框架、实现原理和关键技术。
的头像 智车科技 发表于 01-01 13:37 2565次 阅读

LS-TM8N高性能的GNSS一体式解决方案模块数据手册免费下载

LS-TM8N是一种高性能的GNSS一体式解决方案模块,具有超灵敏度、超低功耗、小形状因子等特点。将....
发表于 12-25 08:00 126次 阅读
LS-TM8N高性能的GNSS一体式解决方案模块数据手册免费下载

SKM-4DU车载组合导航模块的使用手册资料免费下载

SKM-4DU 是一款高性能的面向车载导航领域的车载组合导航模块,模块包含高性能的同时支持北斗和 G....
发表于 12-25 08:00 192次 阅读
SKM-4DU车载组合导航模块的使用手册资料免费下载

解析IMU在自动驾驶中的作用

进入2018年,自动驾驶行业里大家都开始关注商业化落地问题。
的头像 智车科技 发表于 12-02 09:32 3375次 阅读

英特尔将IMU搭载到RealSense摄像头D435i系统中

据麦姆斯咨询报道,英特尔发布RealSense 3D摄像头D415和D435时已引起业界巨大轰动。
的头像 MEMS 发表于 11-19 15:32 4699次 阅读

未来车辆定位算法的需求,与如今依赖GNSS的定位算法相比

前面提到的所有场景都应用了传感器融合技术,也有一些利用传感器融合计算出无法直接测量或识别的状态量或物....
的头像 智车科技 发表于 11-08 15:17 2941次 阅读

飞控系统的IMU多冗余包括哪些如何进行失效率计算

冗余设计种类:并联冗余,表决冗余,串/并联组合冗余和非工作冗余。 冗余设计包含两个方面:功能性冗余....
发表于 11-07 08:00 359次 阅读
飞控系统的IMU多冗余包括哪些如何进行失效率计算

中科54所研发出无人驾驶地图绘制和车道级导航模块

10月9日,由中国电子科技集团公司第五十四研究所牵头承担的国家863计划对地观测与导航技术领域“低成....
的头像 机器人技术与应用 发表于 11-02 08:39 2064次 阅读

VD-G102面向车载导航领域的车载组合导航模块数据手册免费下载

GPS+BDS+INS惯性导航模块,1612封装惯导模块,面向车载导航领域的车载组合导航模块,采用G....
发表于 10-26 08:00 196次 阅读
VD-G102面向车载导航领域的车载组合导航模块数据手册免费下载

VD-U8 GPS和GONASS全球导航卫星系统模块的数据手册免费下载

VD-U8是一种高灵敏度的GNSS解决方案模块,具有超敏、超低功率和小形状因子。将射频信号输入到模块....
发表于 10-22 08:00 219次 阅读
VD-U8 GPS和GONASS全球导航卫星系统模块的数据手册免费下载

SKYLAB教你如何正确操作GPS模块的定位测试

    一个成熟的定位方案,少不了测试环节。作为一家专业的GNSS定位模块研发厂商,能够把GPS模块、北斗模块
的头像 无线模块 发表于 10-10 13:46 1665次 阅读

BM1160小型低功耗惯性测量单元的详细资料介绍免费下载

BM1160是高度集成的、低功率的惯性测量单元(IMU),它提供精确的加速度和角速率(陀螺)测量。
发表于 09-21 08:00 306次 阅读
BM1160小型低功耗惯性测量单元的详细资料介绍免费下载

u-center应用程序软件和使用手册免费下载

本文将引导您高效地使用u-center评估软件,这个强大且易于使用的工具来自u-blox,用于评估、....
发表于 09-21 08:00 539次 阅读
u-center应用程序软件和使用手册免费下载

采用GNSS天线模块设计卫星定位系统

为了提供更具吸引力的特性,现在已有越来越多的终端产品整合了全球定位功能。除了人们所熟悉的导航系统,车....
的头像 电子设计 发表于 09-19 08:30 2784次 阅读

GNSS接收机管理软件V1.4.0应用程序免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是GNSS接收机管理软件V1.4.0应用程序免费下载。
发表于 09-18 17:48 128次 阅读
GNSS接收机管理软件V1.4.0应用程序免费下载

传感器高华科技定位高端设备进击民用领域

近年来,随着物联网技术的落地和成熟,大规模物联网应用如雨后春笋般涌现,传感器作为其中最重要的部件被广....
发表于 09-14 08:37 760次 阅读
传感器高华科技定位高端设备进击民用领域

SKG12UC高精度组合导航定位模块的详细资料和使用说明免费下载

规格书介绍了一个GPS北斗格洛纳斯+惯性组合导航模块SKG12UC,此卫星+惯性导航模块集成了千寻立....
发表于 09-10 08:00 257次 阅读
SKG12UC高精度组合导航定位模块的详细资料和使用说明免费下载

将传统IMU和与车身、GPS相融合打造最强车用IMU产品方案

自动驾驶巴士被认为是解决城市“最后一公里”难题的有效方案,大多用于机场、旅游景区和办公园区等封闭的场....
的头像 第一手机界 发表于 08-29 09:20 4182次 阅读

SKYLAB:一文了解几款常用的GNSS定位模块

物联网真正实现了人与物、物与物的通信,除了安全、稳定、便捷的无线通信技术支持外,位置信息也是不可或缺的。室外定
的头像 无线模块 发表于 08-16 18:45 6070次 阅读
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