IMU传感器融合模型金宝app

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这个例子展示了如何使用仿真软件生成和IMU传感器数据融合®。金宝app您可以准确模型的行为一个加速度计,陀螺仪,磁强计和融合他们的输出计算取向。

惯性测量单元

一个惯性测量单元(IMU)是一组传感器组成的一个加速度计测量加速度和角速度陀螺仪测量。频繁,还包含了一个磁强计测量地球磁场。这三个传感器产生一个硬件测量,和这三个测量构成9-axis测量。

姿态航向参考系统

一个姿态航向参考系统(AHRS) 9-axis传感器读数,计算设备的方向。这个方向是相对于NED框架,其中N是磁北方向。明显的块在仿真软件实现使用一个间接的金宝app卡尔曼滤波器结构。

金宝app仿真软件系统

打开保险丝IMU传金宝app感器数据的仿真软件模型

open_system (“IMUFusion金宝appSimulinkModel”);

输入和配置

乌兹别克斯坦伊斯兰运动块的输入设备的线性加速度、角速度,定位相对于导航框架。的取向是四元数的形式(4-by-1向量模型)或旋转矩阵(模型3 x3的矩阵),旋转量在导航框架车身骨架。金宝app在这个模型中,角速度是集成创建一个方向输入。角速度是在rad / s和m / s ^ 2中的线性加速度。因为明显只有一个输入相关翻译(加速度计输入),它不能区分重力和线性加速度。因此,AHRS算法假设线性加速度是一个慢变白噪声过程。这是一个常见的假设9-axis融合算法。

真北vs磁北

磁场参数对IMU块对话框可以设置为当地的磁场值。可以找到的磁场值美国国家海洋和大气管理局的网站或者使用wrldmagm航空工具箱™函数。IMU块对话框上的磁场值对应一个完美的磁强计的读数是真北的导向。因此,取向IMU的输入块相对于NED框架,其中N是真北方向。然而,明显对磁北过滤导航,这是典型的这种类型的过滤器。因此,定向输入IMU和估计定位明显不同的输出真北之间的偏转角和磁北。

这种模拟设置 $0 ^ \保监会美元$ 纬度和 $0 ^ \保监会美元$ 经度。这个位置的磁场是设置为(27.5550,-2.4169,-16.0849)microtesla乌兹别克斯坦伊斯兰运动块。这个位置的偏差 $^ \保监会$ 4.7美元$

模拟

模拟模型。乌兹别克斯坦伊斯兰运动输入方向和估计输出方向使用四元数的比较明显的距离。这是更可取的差分欧拉角等价物相比,考虑到欧拉角奇点。

sim卡(“IMUFusion金宝appSimulinkModel”);

估计取向

估计的差异与真正的取向应该是近 $\保监会$ 4.7美元$ ,这是赤纬的纬度和经度。

陀螺仪的偏见

第二个明显的输出滤波器是bias-corrected陀螺仪阅读。在乌兹别克斯坦伊斯兰运动块,陀螺仪是0.0545 rad /秒或3.125度的偏差/ s,这应该匹配中的稳态值陀螺仪的偏见块范围。

进一步练习

通过不同参数对IMU,您应该看到一个相应的取向变化明显的输出。你可以设置参数对乌兹别克斯坦伊斯兰运动块匹配一个真正的IMU数据表和调优AHRS参数来满足您的需求。