1. การนําเสนอ
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเครื่องบินไร้คนขับ ขับเคลื่อนและหุ่นยนต์ที่มีความฉลาด การรับรู้ความละเอียดสูงได้กลายเป็นสิ่งสําคัญมากขึ้นIMU ทําหน้าที่เป็น "หูภายในและสมองเล็ก" ของอุปกรณ์ฉลาด. มันรักษาอารมณ์ที่มั่นคงและการนําทางต่อเนื่องเมื่อ GPS พลาดหรือสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรง
หลายคนคิดว่า ความแม่นยําในการนําทางที่สูงขึ้น ขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์ที่แพงกว่าการพึ่งพากับฮาร์ดแวร์ระดับสูงเท่านั้น จะเพิ่มต้นทุนและทําให้ผลการผลิตของผลิตภัณฑ์ไม่ตรงกันการปรับระดับให้บริการทางแก้ไขที่ฉลาดและมีประหยัดมากขึ้น
การปรับระดับ IMU จริงๆแล้วเป็นกระบวนการตรวจสอบและแก้ไขแบบมืออาชีพเปลี่ยนความผิดพลาดที่ไม่คาดเดาเป็นปารามิเตอร์ที่สามารถคํานวณและแก้ไขได้, และยกระดับการทํางานของฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่สูงสุด. มันรับประกันว่า IMU ผลิตข้อมูลที่มั่นคงและแม่นยําในสภาพแวดล้อมและการทํางานที่แตกต่างกัน
2การปรับระดับ IMU คืออะไร?
พูดง่ายๆ การปรับขนาดคือกระบวนการแก้ไขแบบมาตรฐาน เราใส่สัญญาณการเคลื่อนไหวมาตรฐานและที่รู้จักใน IMU เช่น มุมมองคงที่ และความเร็วหมุนที่คงที่โดยการเปรียบเทียบการเข้ามาตรฐานและผลิตจริงของเซ็นเซอร์, เราสรุปกฎความผิดพลาดภายในและสร้างอัลการิทึมการแก้ไขที่คง
การปรับขนาดไม่ได้ทําให้ข้อมูลส่วนตัวสวยงาม เป้าหมายหลักของมันคือการทําให้ผลการวัดของเซ็นเซอร์ที่สม่ําเสมอ มั่นคงและน่าเชื่อถือในทุกฉากผลการปรับระดับที่มีคุณภาพมีสามลักษณะ:
-
อธิบายได้: ความผิดพลาดทั้งหมดสอดคล้องกับสาเหตุทางกายภาพที่ชัดเจน เช่น ความคัดค้านศูนย์ ความผิดพลาดปัจจัยขนาด และการไม่ตรงกับแกน
-
สามารถคาดเดาได้: โน้มโน้มความผิดพลาดในสภาพการทํางานที่แตกต่างกัน สามารถคาดการณ์ได้ล่วงหน้า
-
สามารถตรวจสอบได้: ผลการแก้ไขสามารถทดสอบได้ด้วยข้อมูลใหม่ เพื่อให้ตรงกับมาตรฐานของอุตสาหกรรม
3แหล่งหลักของความผิดพลาด IMU
ความผิดพลาดของ IMU ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสามประเภท โดยในนั้นความผิดพลาดที่เป็นระบบเป็นเป้าหมายหลักของการปรับขนาด
-
ความผิดพลาดทางระบบ: ความผิดพลาดที่มั่นคงและปกติ รวมถึงความคัดค้านศูนย์, การเบี่ยงเบนปัจจัยขนาดและแกนที่ไม่ตรงข้าม. ความผิดพลาดคงนี้สามารถจําลองและชดเชยได้อย่างแม่นยํา
-
ความผิดพลาดสุ่ม: ความรุนแรงของเสียงที่ผิดปกติ ซึ่งไม่สามารถกําจัดได้โดยสิ้นเชิง โดยปกติจะปรับปรุงผ่านอัลการ์ตูมสถิติและการกรอง
-
ความผิดพลาดในการติดตั้งและการเชื่อม: เกิดจากความเบี่ยงเบนในการติดตั้งเครื่องกล, ผลของแขนเลเวอร์และความแตกต่างในการปรับสynchronization เวลา, ซึ่งจําเป็นต้องแก้ไขโดยการปรับระดับระบบ
4. ประเภทการปรับขนาดทั่วไป
4.1 การปรับระดับอุปกรณ์และ ระดับระบบ
การปรับระดับเครื่องเปิดเป้าหมายความผิดพลาดที่เกิดขึ้นในตัวเซ็นเซอร์เอง โดยทําสําเร็จในห้องปฏิบัติการด้วยเครื่องหมุนที่แม่นยํา และการทดสอบหลายตําแหน่งสแตติก เพื่อแก้ไขความคัดค้านศูนย์, ปัจจัยขนาด และความผิดพลาดในการจับแกน
การปรับระดับระบบเป้าหมายในการผิดพลาดทั้งหมดของอุปกรณ์หลังจากการติดตั้ง IMUอิทธิพลของแขนเลเวอร์และความผิดพลาดที่ไม่สมองกันในเวลา โดยการรวมข้อมูลมาตรฐาน GNSS และสถานะการเคลื่อนไหวของตัวนําจริง.
4.2 การปรับระดับโรงงานและการปรับระดับรองของผู้ใช้
การปรับขนาดโรงงานปริมาตรที่ปรับขนาดถูกทําให้แข็งแรงในอุปกรณ์เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์ในโรงงาน
การปรับระดับรองการปรับระดับใหม่เป็นประจําสามารถฟื้นฟูการทํางานของเซ็นเซอร์ได้ดีที่สุด
การปรับระดับออนไลน์ในเวลาจริงอัตโนมัติปรับปรุงปริมาตรผ่านอัลกอริทึมระหว่างการทํางานของอุปกรณ์ ซึ่งเป็นการเพิ่มเติมในเวลาจริงต่อการปรับปรุงออฟไลน์
5วิธีการทดสอบการปรับระดับหลัก
5.1 การทดสอบสแตตติกโรลล์ของเครื่องเร่ง
แรงโน้มถ่วงของโลก (1g) เป็นมาตรฐานและมาตรฐานที่มั่นคง. IMU ถูกติดตั้งไว้บนเครื่องติดตั้งและวางไว้ในสภาพสถิติมาตรฐานหกอัน โดยมีแกนแต่ละแกนมุ่งขึ้นและลงตามลําดับโดยการรวบรวมข้อมูลสถิติภายใต้แรงโน้มถ่วง, เราสามารถคํานวณความคัดแย้งศูนย์, ตัวประกอบขนาดและความผิดพลาดแกนข้ามของเครื่องวัดความเร็วได้อย่างแม่นยํา นี่คือวิธีการปรับสภาพสภาพสภาพพื้นฐานและมีประสิทธิภาพมากที่สุด
5.2 การทดสอบจิโรสโคปอัตราการเล่น
จิโรสโกปส์วัดความเร็วมุม ดังนั้นมันต้องมีการเคลื่อนไหวแบบมาตรฐานแบบไดนามิคสําหรับการปรับขนาดเครื่องหมุนอัตราความแม่นยําสูงให้ความมั่นคงและแม่นยําไปข้างหน้าและย้อนหลังหมุนที่ความเร็วที่แตกต่างกันโดยการเปรียบเทียบการออกของ gyroscope กับค่ามาตรฐานของ turntable, ความเสื่อมศูนย์และความผิดพลาดปัจจัยขนาดของแกนแต่ละสามารถถูกต้องแก้ไขเครื่องหมุนหลายแกนสามารถทําการปรับระดับแกนเต็มในเวลาเดียวกันด้วยประสิทธิภาพสูงกว่า.
5.3 การปรับอุณหภูมิ
ปริมาตรของ IMU มีผลต่ออุณหภูมิอย่างมาก ความเสื่อมและการเคลื่อนไหวจะเปลี่ยนแปลงอย่างชัดเจนในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงและต่ําเครื่องตรวจจับถูกวางอยู่ในห้องอุณหภูมิที่สามารถเขียนโปรแกรมได้ เพื่อซ้ําการทดสอบสแตติกและไดนามิก ภายในช่วงอุณหภูมิเต็ม (-40 °C ~ + 85 °C)ในที่สุด มีการกําหนดรูปแบบการชดเชยอุณหภูมิระบบจะตรงกันโดยอัตโนมัติปริมาตรการแก้ไขตาม อุณหภูมิในเวลาจริง เพื่อให้ความสามารถคงที่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง.
5.4 การทดสอบการปรับระดับการสั่น
การทดสอบความสั่นสะเทือนใช้เพื่อตรวจสอบการตอบสนองแบบไดนามิกของเซ็นเซอร์ ผ่านการ sweep sine และการทดสอบความสั่นสะเทือนสุ่มความสามารถต่อต้านการสั่นและความรู้สึกในการเร่ง, รับประกันการทํางานที่มั่นคงในกรณีการสั่นสะเทือน เช่นยานพาหนะและเครื่องบิน
6. ขั้นตอนการปรับระดับระบบมาตรฐาน
การปรับระดับระบบที่สมบูรณ์แบบปฏิบัติตามกระบวนการวงจรปิดที่成熟 เพื่อให้แน่ใจว่า ปริมาตรแม่นยําและน่าเชื่อถือ:
ขั้นตอนที่ 1: สร้างรุ่นความผิดพลาดสร้างรุ่นปารามิเตอร์ภายใน (ความคัดค้านศูนย์, ปัจจัยขนาด, ความผิดตรงของแกน) และรุ่นปารามิเตอร์ภายนอก (ความผิดพลาดของแขนเลเวอร์, การเบี่ยงเบนการติดตั้ง) เพื่อระบุจํานวนความผิดพลาดทั้งหมด
ขั้นตอนที่ 2: วิเคราะห์การแพร่กระจายความผิดพลาด.จําลองว่าความผิดพลาดของเซ็นเซอร์เล็ก ๆ น้อย ๆ เติบโตและส่งผลกระทบต่อผลการนําทางความตั้งใจ ความเร็วและตําแหน่ง
ขั้นตอนที่ 3: กําหนดอ้างอิงการสังเกต. ใช้อ้างอิงภายนอก เช่น ความเร็วและตําแหน่ง GNSS และข้อจํากัดทางกายภาพภายใน เช่น สภาพความเร็วศูนย์สแตตติก เพื่อให้มาตรฐานการแก้ไขมาตรฐาน
ขั้นตอนที่ 4: การออกแบบเส้นทางการเคลื่อนไหวทางวิทยาศาสตร์. ใช้การสลับมุมหลายมุม การหมุนบวกและลบ และการเคลื่อนไหวหลายความเร็วเพื่อกระตุ้นเต็มที่ปารามิเตอร์ความผิดพลาดทั้งหมด
ขั้นตอนที่ 5: การแก้ไขและตรวจสอบข้อมูล. รวบรวมและทําความสะอาดข้อมูลการทดสอบ, คํานวณปารามิเตอร์การปรับระดับผ่านสี่เหลี่ยมน้อยที่สุดและการกรองอัลกอริทึม, และตรวจสอบด้วยข้อมูลอิสระปรับปรุงปริมาตรในอุปกรณ์หลังจากผ่านการทดสอบ.
7วิธีการตัดสินคุณภาพการปรับขนาด
การสอดคล้องของพาราเมตรเป็นมาตรฐานหลักสําหรับการปรับระดับที่เหมาะสม ระหว่างการปรับระดับซ้ําซ้ํา ปริมาตรความผิดพลาดทั้งหมดจะปรับไว และสุดท้ายมักจะมั่นคงด้วยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเท่านั้นสถานะสุดท้ายที่มั่นคงและเรียบพิสูจน์ว่าปริมาตรการปรับระดับมีความแม่นยํา, มีประสิทธิภาพและจะไม่ลอยไปตามสุ่มในการใช้จริง
8สรุป
การปรับระดับคือวิธีที่คุ้มค่าที่สุดในการใช้ศักยภาพสูงสุดของอุปกรณ์ IMU มันไม่พึ่งพาการปรับปรุงเซ็นเซอร์ที่แพงแต่กําจัดความผิดพลาดที่เป็นระบบ ผ่านการจําลองแบบมาตรฐาน, การทดสอบและการชดเชย มันทําให้ทุก IMU มีผลการวัดที่คงที่, มั่นคงและน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงสําหรับอุปกรณ์นําทางอิสระความแม่นยําสูงทั้งหมด, การปรับขนาดเป็นเทคโนโลยีหลักที่จําเป็นต้องมี เพื่อให้การทํางานที่มั่นคงในระยะยาว
ข้อความของคุณจะต้องอยู่ระหว่าง 20-3,000 ตัวอักษร!
