在社会应用中传感器的主要功能是什么惯性传感器如何工作以及它们在融合多种传感器数据中的作用
在社会实践中,人们对传感器的主要功能有着浓厚的兴趣。特别是惯性传感器,它们在系统中的应用日益增多,尤其是在军事领域。随着技术的发展和成本的降低,小型化、高精度的惯性传感器正逐渐成为可能,其潜在优势包括成本、尺寸和重量方面的优越性。
一、惯性传感器及其发展历程
惯导系统作为一种自主导航技术,因为其独特优点,如不受干扰、信息量大和实时输出等,在军用航行载体以及民用相关领域获得了广泛应用。然而,高精度陀螺仪制造困难且成本较高,因此研究人员一直在寻求提高陀螺仪精度并降低系统成本的一些有效方法。
微型机械式惯导传感器预计将占领那些要求战术性能指标极高的应用领域。这些市场需求推动了这些传感器技术的进步,比如适用于灵巧飞行器、自主导航导弹或短程战术导弹导航等。
从20世纪50年代液浮陀螺仪到70年代动力调谐陀螺仪,再到80年代环形激光陀螺仪、光纤陀螺仪,以及90年代振动陀螺仪,这些新材料、新技术不断推动了惯性传感器技术向前发展。在各种新材料、新技术被引入至研究中后,预期未来会出现更低成本、高精度的小型化惯性传测单元,使得它成为通用又经济可行的地理定位设备。
二、如何利用合成数据融合(Sensor Fusion)处理来自不同源数据
要理解如何使用合成数据融合来处理来自不同源数据,我们首先需要回顾一下单个运动单位(即由加速度计和旋转速率计组成)似乎与这个过程有关。这类运动单元通常包括加速度计、三轴角速度表及磁力计,但这取决于具体情况。此外,它通过分析来自这些来源的大量原始数据来提供一个全面的视图关于一个物体或对象正在做什么,以及它是如何移动或者处于哪种状态。
加速度计测量沿某个方向上的加速度,这意味着当你踏下汽车油门时,你就能感觉到这种力量。
陶瓷旋转速率表测量围绕三个轴方向上物体旋转的情况。
磁场表测量磁场强度,并可以根据地球磁场波动确定方位并提供绝对朝向。
然后,将这些信息结合起来,以确保无人机保持平衡,对家用清洁机进行改善,让智能手机屏幕按照正确方向调整,以及其他任何涉及物理活动的地方都能实现这一点。
现在我们已经了解了每种类型“医生”的角色,他们生成原始诊断报告。但是,这些报告必须经过整理以便变为操作性的。如果只有一个“医生”给出诊断,那么他的意见会被接受吗?如果两个“医生”给出了不同的诊断,那么谁应该相信呢?
例如,如果加速度计显示重力的变化而不是水平,而三轴角速度表几乎没有任何运动迹象,那么我们应该倾向于信任三轴角速度表,因为它不受外部力量影响,所以设备仍然在加速,就像直线行驶一样车辆那样。而如果三轴角速度表显示小而连续旋转,但同时加速度计和磁场指示静止状态,我们可以信任这两者同意的声音,然后我们可以推断出存在一些偏差使得陶瓷稳定评估产生错误输出。这两种情景旨在展示为什么使用基于多种输入信息融合最终结果至关重要。这对于确定最佳移动位置、方向以及航向所需信息至关重要。