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角速度传感器(陀螺仪)的应用场景

发布日期:2017-11-19  来源:传感器技术mp我要投稿我要评论

陀螺仪在车载导航设备中的应用

车载导航是通过接受GPS卫星信号定位成功后,确定目标再根据导航软件自带数据库规划路线,然后进行导航。因为GPS需要车载导航系统在同步卫星的直接视线之内才能工作,所以隧道、桥梁、或是高层建筑物都会挡住这直接视线,使得导航系统无法工作。

再者,导航系统是利用三角、几何的法则来计算汽车位置的,所以汽车至少要同时在三个同步卫星的视线之下,才能确定位置。在导航系统直接视线范围内的同步卫星越多,定位就越准确。

当然,大多数的同步卫星都是在人口密集的大都市的上空,所以当你远离城区时,导航系统的效果就不会太好了甚至根本就不能工作。这就是所谓的“导航盲区”。

角速度传感器(陀螺仪)的应用场景

针对这个问题,有导航厂商寻找到了解决之道,而实现精准导航的奥妙在于一个小东西——陀螺仪。

当陀螺仪应用到车载导航上,便大幅度提升了导航的精准度,它的作用体现在:

1、陀螺仪能在GPS信号不好时能继续发挥导航的作用并修正GPS定位不准的问题

在GPS信号不好时,陀螺仪可根据已获知的方位、方向和速度来继续进行精确导航,这也是惯性导航技术的基本原理。同时也可修正GPS信号不好时定位偏差过大的问题。

2、陀螺仪能比GPS提供更灵敏准确的方向和速度

GPS是无法即时发现车子速度和方向的改变的,要等跑了一段距离之后才能测出,因此当你车子在非导航情况下转变了方向后,就会出现小陈那样的状况,导航就无法辨识你车子的转向,结果把方向导错了。而陀螺仪能够在方向和速度改变的瞬间即时测出,从而能让导航软件及时的修改导航路线

3、陀螺仪在上立交桥时更灵敏准确的识别

民用GPS的精度是无法识别上没上立交桥的,而陀螺仪却可测出车子是否向上移动了,从而能让导航软件及时的修改导航路线。依靠GPS卫星的信号导航和陀螺仪的惯性导航,有效提高了导航精准度,即使在失去GPS信号后,系统仍能通过自主推算来继续导航,为车主提供准确的行驶指示。

陀螺仪在无人机飞行控制系统中的应用

无人机的飞行控制系统是其最主要的组成部分之一,而姿态的稳定控制,则是对无人机顺利执行各项任务的有效方法。在目前的无人机实际制造与应用中,有的无人机产品是基于三轴陀螺仪和倾角传感器,来构成全姿态增稳控制系统的。

角速度传感器(陀螺仪)的应用场景
 

无人机姿态增稳控制属于内回路控制,它包括姿态保持与控制、速度控制等模式。内回路控制是在以三轴陀螺仪和倾角传感器获取无人机飞行姿态的基础上,通过对升降舵、方向舵的控制,完成飞行姿态的稳定与控制。

其中,三轴陀螺仪主要用来测量无人机在飞行过程中俯仰角、横滚角和偏航角的角速度,并根据角速度积分计算角度的改变。而一般采用双轴倾角传感器,与三轴陀螺仪构成全姿态增稳控制回路。

陀螺仪测量得到的角速度信息用作增稳反馈控制,使飞机操纵起来变的更“迟钝”一些,从而利用倾角传感器测得飞机横滚角和俯仰角。然后将陀螺仪测得的角速率信息和倾角传感器测得的姿态角进行捷联运算,得到融合后的姿态信息。这种较为复杂的捷联算法,能够使姿态精度得到很大提高。

 
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