Приветствую тебя, дорогой друг.
Надеюсь ты скучал по нам и готов продолжать погружение в инерциальную навигацию на базе МЭМС. Начнем с простого - с терминологии.
Что такое IMU, VRU, AHRS и GNSS/INS? При чем тут GNSS? Ответы на все эти вопросы ты найдешь ниже. Мы по порядку разберем основные виды инерциальных модулей, которыми сейчас пользуется весь мир, а заодно и расскажем о нашей линейке продукции.
При создании сложных технических устройств, таких как инерциальные системы, нельзя обойтись без базы, без более простых частей большой системы. Эта статья написана, чтобы помочь тебе не запутаться и запомнить все непростые, на первый взгляд, обозначения.
Поехали …
Основные понятия
IMU (inertial measurement unit)
Начнем с IMU (inertial measurement unit). По-русски - инерциальный измерительный блок. IMU – это набор чувствительных элементов (гироскопов и акселерометров), которые фиксируют инерциальные воздействия, такие как ускорение и изменение угловой скорости. Вообще все инерциальные модули и системы, которые мы сейчас используем, так или иначе включают в себя этот блок.
IMU - это элементная база, неотъемлемый компонент.
VRU (vertical reference unit)
Вторым термином, с которым мы познакомимся, является VRU (vertical reference unit) – это инерциальный измерительный блок, который дополнен собственным микроконтроллером и алгоритмами ориентации. Эти алгоритмы помогают определять ориентацию объекта.
Обычно VRU применяются для стабилизации какого-то аппарата, робота, антенны и т.д.
AHRS (Attitude Heading Reference System)
Следующим термином будет AHRS (Attitude Heading Reference System). Это устройство, как и все инерциальные модули, состоит в первую очередь из IMU (инерциальный измерительный блок) с теми же алгоритмами ориентации. Дополнительно в AHRS добавлен магнитометр. Магнитометр - это прибор, который измеряет магнитное поле (в нашем случае магнитное поле земли).
Таким образом AHRS способен кроме определения ориентации объекта определять и магнитный курс.
GNSS/INS (Global Navigation Satellite System/Inertial navigation system)
Ну и наконец, GNSS/INS расшифровывается и переводится как глобальная навигационная спутниковая система/ инерциальная навигационная система. GNSS/INS - это инерциальный модуль с AHRS, к которому добавляется один или два GNSS-приемника. Важным отличием от AHRS является наличие алгоритма навигации, благодаря которому система способна выдавать готовое решение – истинный курс.
Помимо GNSS-приемников и алгоритма навигации GNSS/INS содержит в себе более мощный микроконтроллер, который вычисляет скорость, местоположение и ориентацию объекта в пространстве.
Блок-схема инерциальных модулей
Итак, мы рассмотрели все основные термины, связанные с инерциальными модулями.
Видно, что каждый последующий модуль включает в себя предыдущий + соответствующие дополнительные функции. Компании-разработчики редко сортируют продукцию строго по категориям, представленным на схеме. Как правило, современные инерциальные модули всё-таки смешанного типа.
К примеру, IMU+магнитометр без алгоритмов встречается часто, а вот VRU в чистом виде редко попадается на рынке. Но самыми функциональными считаются полноценные решения INS, так как они:
- включают в себя множество корректоров — магнитометр, барометр, ГНСС;
- обладают большими вычислительными мощностями;
- универсальны, за счет адаптированного встроенного ПО, которое позволяет выполнять большое количество задач.
Виды инерциальных модулей от Лаборатории Микроприборов
Мы специализируемся на разработке и производстве МЭМС-акселерометров, датчиков угловых скоростей, инерциальных модулей, инерциальных навигационных систем. А теперь уже на вашем языке: “Лаборатория Микроприборов - разработчик и производитель IMU, AHRS, GNSS/INS”.
- IMU — блок инерциальных датчиков, может поставляться нами, как исполнение МГ-1 или ГКВ-1 ОЕМ без алгоритмов.
- Из модулей AHRS мы можем предложить те же МГ-1 и ГКВ-1 ОЕМ, но уже с алгоритмами ориентации, которые дополнительно вычисляют и магнитный курс.
- Также у нас есть INS серии ГКВ. ГКВ 5 и ГКВ-10 – это инерциальные навигационные системы, которые не имеют встроенного GNSS-приемника, но к ним можно подключать внешние GNSS и на выходе всё-таки получить истинный курс, готовое навигационное решение.
- В серии ГКВ у нас также есть инерциальные системы типа GNSS/INS. ГКВ-6 и ГКВ-11 – классические навигационные инерциальные системы с одним встроенным GNSS-приемником. ГКВ-7 и ГКВ-12 – это INS/GNSS с двумя встроенными приемниками. Они способны считать курс в статике, что невозможно сделать в GNSS/INS с одним приемником. Все системы работают также, как и ГКВ-5 и ГКВ-10, за исключением того, что приемники уже внутри. Некоторые из исполнений с поддержкой RTK (+1 сложный термин в копилку) (Real Time Kinematic – режим приема поправок в реальном времени, позволяющий кратно повысить точность выдаваемых данных.)
Об этом как-нибудь в другой раз
P.S. Остались еще вопросы? Пишите их в комментариях, мы с жадностью на них ответим