إتقان INS: دليل كامل لحلول الملاحة المستقلة

بالنسبة للمؤسسات الحديثة التي تتطلع إلى دمج أنظمة الملاحة الثابتة (INS) في عملياتها التجارية الشاملة، فهم المكونات الأساسية وآليات التشغيل من INS أمر لا غنى عنه.في مجال الملاحة الثابتة ووحدات القياس الثابتة (IMU)، ثلاثة عناصر تبرز على أنها حاسمة: الأجهزة والبرمجيات الثابتة والتنفيذ. فيما يلي تقسيم لأساسيات الأنظمة الثابتة المصممة خصيصًا للأعمال المعاصرة.

الأجهزة: يتطلب ذلك إيجاد توازن بين نوعية أجهزة الاستشعار وكميتها واعتبارات التكلفة الرئيسية لأي نشر INS.

البرمجيات الثابتة: تشمل تصفية البيانات والاندماج والمعالجة ، والبرمجيات الثابتة أمر أساسي لضمان دقة INS وأداء مرتفع. على وجه الخصوص ، لا يتم توحيد حلول البرمجيات الثابتة بين الشركات المصنعة.

التنفيذ: غالبًا ما يتم تجاهلها ولكنها يمكن القول أنها الجانب الأكثر أهمية في اختيار جهاز إدارة السفر، يتضمن التنفيذ جودة الوثائق وخبرات الدعم.هذه العوامل يمكن أن تكون الفرق الحاسم بين إطلاق المنتج في الموعد المحدد وفي حدود الميزانية.

الوظائف الأساسيةINS

تقوم أنظمة الملاحة العبثية بحساب موقع الأجهزة بالنسبة لنقاط مرجعية محددة أو إحداثيات ثابتة. في مجال الروبوتات والأتمتة ، تنظم تنفيذات INS التدحرج والزاوية ،مع مراقبة المستمرة والحفاظ على الاتجاهيحتاج تحقيق ذلك إلى تعاون سلس عبر مكونات متعددة لبناء أنظمة روبوتية وملاحة مستقلة وظيفية.

لكي يعمل النظام الروبوتي بشكل مستقل، يجب أن يمتلك وعيًا واضحًا بموقعها الحالي، والتوجيه، وجهة الهدف، ومسار الملاحة.كل هذا يبدأ مع مكونات الأجهزة.

المكونات الرئيسية لأنظمة الملاحة الثابتة

يتكون نظام الهجرة من ثلاثة مكونات أساسية:

الأجهزة

البرمجيات الثابتة أو البرمجيات

التنفيذ

يجب تقييم كل من هذه العناصر بعناية عند اختيار INS الذي يتماشى مع المتطلبات الخاصة بالمنتج.

أجهزة INS للأنظمة المستقلة

تتضمن الأجهزة التي تدعم الملاحة المستقلة عبر INS عادةً بعض أو جميع المكونات التالية:

أجهزة استشعار INS

أجهزة قياس التسارع تقيس تسارع السرعة النسبية للجهاز الذي يتم تركيبها فيه من خلال تتبع التغيرات في السرعة والتسارعهذه أجهزة الاستشعار تلعب دورا حيويا في تحديد موقع الجهاز في فترات مختلفة.

الجيروسكوبات هي أجهزة استشعار مادية تكتشف الموقف الزاوي والحركة للكائن أو الجهاز بالنسبة لإطار مرجعية جدراني معين.فهي ضرورية لتحديد الموقف الدقيق للأجهزة فيما يتعلق بنقاط مرجعية أخرى وأطر الثبات.

يكتشف مقاسات المغناطيسية الحقول المغناطيسية، وتعمل كنقاط مرجعية للملاحة للأجهزة والروبوتات والأنظمة المعقدة.

أجهزة استقبال GPS، التي تتصل بنظام الملاحة العالمي بالأقمار الصناعية (GNSS) ، تكمل النظام الثابت بمعلومات موقعية إضافية.يمكن دمج الهوائيات لتعزيز وصول النظام المستقل إلى شبكة GNSS.

يقوم المعالج الدقيق بتشغيل البرمجيات الثابتة اللازمة لتشغيل النظام. يمكن لأجهزة التخزين الداخلي اختيارًا تسجيل حركات النظام ومواقعها وأنشطته أثناء التشغيل.

عامل الشكل

عادة ما يتم تصميم الأجهزة إما للبيئات المحمية أو الصلبة. في الإعدادات التي يمكن فيها حماية أجهزة الاستشعار من الظروف الخارجية ، تتوفر تصاميم بلا غلاف لتقليل البصمة.لتطبيقات مثل الطائرات بدون طيار، والتي تعمل في ظروف قاسية، الحجرات الألومنيوم الصلبة هي القياسية.

وحدات قياس القصور الذاتي (IMU) تدمج الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) ، والجيروسكوبات، ومقاييس المغناطيس، ومقاييس التسارع في جهاز واحد سهل الاستخدام لإدارة الملاحة الروبوتية.نظام مرجعية الموقف والاتجاه (AHRS) يستند إلى وظائف IMU من خلال إضافة القدرة على اكتشاف الاستجابة لنظام الروبوت النمط النسبي للنقاط المرجعية الثابتةهوائي GPS يوفر بيانات الأقمار الصناعية لتمكين قدرات الملاحة. بالإضافة إلى ذلك، هناك وحدات مزدوجة التوصيل المتاحة لتخفيف التداخل المغناطيسي أثناء اكتساب المسار،تمكين معايرة أسرع وبدء نظام أسرعمعًا، تشكل هذه المكونات (IMU، AHRS، و GNSS) نظام ملاحة ثقافي كامل (INS).

اختيار وحدات قياس جدرانية فعالة من حيث التكلفة

عند شراء الأجهزة لأنظمة الملاحة الثابتة، العديد من العوامل تؤثر بشكل كبير على تكلفة وفعالية وحدات الملاحة الداخلية:

يقلل الجيروسكوب من عدد أجهزة الاستشعار اللازمة للقراءات الدقيقة، ولكنه يأتي بسعر إضافي كبير، في بعض الأحيان يصل إلى 100 مرة أعلى من البدائل التقليدية.الجيروسكوبات ذات الجودة العالية ومكونات الأجهزة الأخرى تعزز الدقة وتقلل من الانجراف.

مزيجات فعالة من حيث التكلفة من مقاييس التسارع، الجيروسكوبات، أنظمة GPS،وغالبا ما توفر مقياسات المغناطيس أداء الملاحة الكافية للأنظمة التي تعمل في بيئات مغلقة أو تلك التي لديها متطلبات دقيقة متواضعةيتم دمج البيانات من هذه أجهزة الاستشعار لتعويض أخطاء أجهزة الاستشعار الفردية، وهي ظاهرة تعرف باسم اندماج أجهزة الاستشعار.الأداء المشترك يتجاوز مجموع المكونات الفردية.

بالنسبة لمعظم الشركات، هذا المزيج من أجهزة الاستشعار بأسعار معقولة يصل إلى التوازن الصحيح بين الأداء والتكلفة.تحديد التوازن الأمثل يضمن نشر وحدات IMU فعالة من حيث التكلفة مصممة خصيصًا لاحتياجات الشركة الفريدة.

البرمجيات الثابتة للملاحة الثابتة

البرمجيات الثابتة لـ INS تتكون من عنصرين أساسيين:

البرمجيات الثابتة لاندماج المستشعرات تنقل البيانات من جميع أجهزة الاستشعار إلى وحدة المعالجة ، وتقوم بتنسيقها للتوافق مع ميكرو معالج الجهاز.

مرشح كالمان أمر بالغ الأهمية لضمان دقة بيانات المستشعر ولكن ليس دائما في شراء المستشعر.عادة ما يكون برنامجًا ملكيًا مخصصًا لتكوين الأجهزة المحددة والمصنعتصفيحات كالمان القضاء على البيانات الخارجية (المشار إليها باسم الضوضاء) ، وتحسين استخدام موارد الحوسبة للملاحة المستقلة.

العوامل الرئيسية في تصفية البيانات الفعالة تشمل طرق جمع البيانات ونقلها،بالإضافة إلى توثيق دقيق ‬خاصة خلال التنفيذ الأولي ‬لتحديد مجالات التحسينكما تساهم واجهات سهلة الاستخدام وسرعة تصور البيانات في الوقت الحقيقي في نجاح المشروع بشكل عام.

تنفيذ INS

عادة ما يتطلب تنفيذ INS أكبر استثمار في الموارد والوقت. وتشمل المكونات الرئيسية لهذه العملية المراحل التالية:

المرحلة المختلفة

تقييم حلول INS المتاحة في السوق

تحديد أنواع أجهزة الاستشعار المطلوبة لمشروع الملاحة المستقلة

تقييم قدرة مزود الملاحة العبثية على تقديم النتائج المرجوة

عملية تنفيذ INS

اكتمال جودة وثائق أجهزة الاستشعار والبرمجيات الثابتة

الخبرة وتوافر فرق دعم أجهزة الاستشعار

التوافق بين النظام المطلوب وقدرات المستشعرات

دمج نظام التحكم مع بيانات المستشعرات

البحث الدقيق والتنسيق لهذه العوامل أمر ضروري عند اختيار مصنع INS. من الناحية المثالية ، سيوفر المستشعر المختار الأجهزة المناسبة ، البرمجيات الثابتة ،ودعم التنفيذ كل ذلك ضمن هيكل التكاليف الذي يضمن أن يكون النظام الروبوتي الذاتي عالي الأداء ومربحهذا يمهد الطريق لتقديم موجز لحلولنا في الحس الجهادي

حاسة الحصانة: شريكك في الملاحة المستقلة

في "إينارسيال سينس"، نحن متخصصون في توفير حلول مثالية وعملية لاحتياجات الملاحة المستقلة.تقدمنا تشمل الميزات الرئيسية المصممة لتبسيط التنفيذ وتعظيم النتائج:

أجهزة INS

أجهزة الاستشعار لدينا تفتخر بنسبة غير مسبوقة من البصمة إلى الأداء موثوقة ودقيقة،

البرمجيات الثابتة لـ INS

مرشح (كالمان) الخاص بنا، الذي تم تحسينه على مدى عقد، يقدم بيانات خالية من الأخطاء تقريبًا، مما يضمن أن الأجهزة تبقى على مسارها مع الحد الأدنى من الانحراف.

حلنا الخاص بالاندماج بين أجهزة الاستشعار يسمح بالاندماج مع مجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار، بما في ذلك تلك التي لا تصنع من قبلنا.

تنفيذ INS

نحن نقدم أداة تقييم متكاملة تسمح بإصلاح الأخطاء في الوقت الحقيقي، وكذلك تقييم أداء أجهزة الاستشعار الفردية.هذا يوفر الوقت والجهد في التحقق من دقة النظام أثناء التشغيل.

يتم تحديث مجموعة تطوير البرمجيات الخاصة بنا بانتظام، وتتضمن واجهة بديهية ووثائق شاملة.يحصل العملاء على الوصول المجاني إلى أحدث التحديثات ويتم إبلاغهم بالتحسينات المستمرة.

في شركة "إينارسيال سينس"، نحن فخورون بتقديم أبسط عمليات التنفيذ في هذه الصناعة.نحن نتعاون بشكل وثيق مع العملاء لتوفير التدريب اللازم والدعم لتجربة سلسة.

وثائقنا خالية من المفردات التقنية، وإزالة الحواجز أمام اعتماد سريع لنظم الملاحة الذاتية لدينا.نحن نقدم الدعم البشري المباشر مع قدرات مشاركة الشاشة وفترات الاستجابة السريعة، وضمان أن العملاء يمكن الاتصال مع خبير حقيقي عندما تكون هناك حاجة إلى المساعدة.