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當(dāng) GPS 不夠用時(shí)，使用 IMU 獲取精確的位置數(shù)據(jù)

2388725 2022-11-25 | pdf | 305.88KB | 次下載 | 2積分

資料介紹

使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 在地球上任何地方定位任何適當(dāng)啟用的系統(tǒng)的位置的能力是有用的，但存在一些與僅使用 GNSS 接收器進(jìn)行定位相關(guān)的問題。這些問題可以通過使用慣性測(cè)量單元 (IMU) 來補(bǔ)充 GNSS 來克服。使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 在地球上任何地方定位任何適當(dāng)啟用的系統(tǒng)的位置的能力是有用的，但存在一些與僅使用 GNSS 接收器進(jìn)行定位相關(guān)的問題。這些問題可以通過使用慣性測(cè)量單元 (IMU) 來補(bǔ)充 GNSS 來克服。本文討論了 IMU 的嵌入式使用，它使用陀螺儀、加速度計(jì)和磁力計(jì)根據(jù)初始起點(diǎn)測(cè)量位置。然后介紹合適的示例解決方案以及如何使用它們。本文討論了 IMU 的嵌入式使用，它使用陀螺儀、加速度計(jì)和磁力計(jì)根據(jù)初始起點(diǎn)測(cè)量位置。然后介紹合適的示例解決方案以及如何使用它們。IMU 如何補(bǔ)充 GNSSIMU 如何補(bǔ)充 GNSSGNSS 的問題有四個(gè)方面。首先，GNSS 信號(hào)具有很強(qiáng)的方向性，因此可能會(huì)被建筑物阻擋。其次，接收器的熱啟動(dòng)時(shí)間和冷啟動(dòng)時(shí)間都在幾十秒內(nèi)測(cè)量到一分鐘或更長時(shí)間。接收器需要這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間來捕獲和鎖定定位所需的多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)。GNSS 的問題有四個(gè)方面。首先，GNSS 信號(hào)具有很強(qiáng)的方向性，因此可能會(huì)被建筑物阻擋。其次，接收器的熱啟動(dòng)時(shí)間和冷啟動(dòng)時(shí)間都在幾十秒內(nèi)測(cè)量到一分鐘或更長時(shí)間。接收器需要這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間來捕獲和鎖定定位所需的多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)。第三，GNSS 位置更新速率限制為每秒一次。這對(duì)于跟蹤大型、緩慢移動(dòng)的物體來說很好，但是對(duì)于許多嵌入式應(yīng)用程序來說，啟動(dòng)時(shí)間太長而且更新速度太慢。第四，GNSS 精度以米為單位，這對(duì)于大多數(shù)嵌入式應(yīng)用來說過于粗糙。這些應(yīng)用與機(jī)器人技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)一樣多種多樣，不涉及地面交通。第三，GNSS 位置更新速率限制為每秒一次。這對(duì)于跟蹤大型、緩慢移動(dòng)的物體來說很好，但是對(duì)于許多嵌入式應(yīng)用程序來說，啟動(dòng)時(shí)間太長而且更新速度太慢。第四，GNSS 精度以米為單位，這對(duì)于大多數(shù)嵌入式應(yīng)用來說過于粗糙。這些應(yīng)用與機(jī)器人技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)一樣多種多樣，不涉及地面交通。IMU 提供許多嵌入式應(yīng)用所需的更精細(xì)的定位分辨率和更快的更新速率。此外，IMU 提供來自已知起點(diǎn)的相對(duì)位置數(shù)據(jù)，而不是來自 GNSS 接收器的絕對(duì)定位信息，因此這兩種類型的位置傳感器是互補(bǔ)的。IMU 提供許多嵌入式應(yīng)用所需的更精細(xì)的定位分辨率和更快的更新速率。此外，IMU 提供來自已知起點(diǎn)的相對(duì)位置數(shù)據(jù)，而不是來自 GNSS 接收器的絕對(duì)定位信息，因此這兩種類型的位置傳感器是互補(bǔ)的。可用作板載組件的現(xiàn)代電子 IMU 基于微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 技術(shù)，因此體積小、重量輕且相對(duì)堅(jiān)固。它們?cè)谧杂啥?(DOF) 方面具有不同的功能，并且與 GNSS 接收器不同，IMU 不依賴于無線電信號(hào)。它們的功耗也非常低，并且可以從各種來源獲得，具有廣泛的分辨率和精度。可用作板載組件的現(xiàn)代電子 IMU 基于微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 技術(shù)，因此體積小、重量輕且相對(duì)堅(jiān)固。它們?cè)谧杂啥?(DOF) 方面具有不同的功能，并且與 GNSS 接收器不同，IMU 不依賴于無線電信號(hào)。它們的功耗也非常低，并且可以從各種來源獲得，具有廣泛的分辨率和精度。憑借這些特性，IMU 可用于增強(qiáng)來自 GNSS 接收器的定位信息。（請(qǐng)參閱“憑借這些特性，IMU 可用于增強(qiáng)來自 GNSS 接收器的定位信息。（請(qǐng)參閱“使用 GNSS 模塊快速設(shè)計(jì)位置跟蹤系統(tǒng)使用 GNSS 模塊快速設(shè)計(jì)位置跟蹤系統(tǒng)