社会中传感器的定义与作用惯性传感器及其在传感器融合中的应用
导语:固态惯性传感器因其成本、尺寸和重量等优势,在系统中应用日益增多。随着设备成本的降低以及小型化传感器的出现,军事领域也涌现出新的应用领域。
一、惯性传感器
惯性导航系统是基于高精度陀螺仪和加速度计发展起来的一门技术,它们具有完全自主、不受干扰、高实时输出信息量等优点,因而在军用航行载体和民用相关领域广泛应用。一个高精度的惯导系统,其关键在于陀螺仪和加速度计的性能,而尤其是陀螺仪漂移对位置误差增长影响时间成三次方函数,因此提高陀螺仪精度并降低成本一直是研究重点。
微型机械式惯导传感器将占领战术性能要求较高的市场,如适用于灵巧飞行器、自主导航导弹、小范围战术导弹及火力控制系统,以及雷达天线运动补偿、小型推进剂INS/GPS系统等。洲际弹道导弹及潜射弹道制导系统发展,将依赖武器体系与战略体系总体性能要求。为了提高导航精度,未来将继续采用稳定平台式机械陀螺仪及加速度计(摆式陀螺加速度计)。
从20世纪50年代液浮陀螺到70年代动力调谐陀螺;从80年代环形激光至90年代振动微机械电子系 陶瓷转子相继出现,这些新材料、新技术推动了惯性传感器不断进步。在各种新材料、新技术被运用于研究中,低成本、高精度的 想象空间引发了人们对于更便宜且通用的 导航解决方案探索。
二、如何使用惯性传感器进行数据融合
进入数据融合之前,我们先快速回顾一下我们通常说的“单元”。这些单元由加速度计和旋转率测量单元组成,有时还包括磁场测量单元。通过查看来自这些单元数据设备可以更全面地了解自己方向与运动状态。
加速计检测给定的方向上的变化,即当你踩油门时感觉到的力量。
陶瓷转子检测三个轴上角速度,并以此计算偏向滚转。
磁场检测地球磁场波动,并提供指向北方矢量供参考。
然后,我们利用这份信息来维持无人机平衡改善家用扫地机跟踪移动智能手机屏幕方向还有其他运动相关的事务。这意味着只有原始数据不是那么“聪明”,它们需要处理打包才能成为可操作性的。如果说每个专业医生都有自己的见解,那么我们就必须把他们一起看待做出决定——即使只有一种见解或多种意见确凿,但最终答案应该是什么?如果说我们的装备正在水平下方改变重力但没有实际移动,那么哪一种看法要信任更多?
因此,我们需要通过观察不同类型情景来理解为什么综合考虑所有这些视角对于理解最佳输出至关重要。这就是所谓的人工智能基础——使用来自不同的来源汇集信息以获得更加全面的洞察。在这种情况下,这样的综合分析能够帮助确定准确的地理位置方向甚至整个环境状态。