慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2025-07-31

陀螺儀的應(yīng)用場(chǎng)景,慣性導(dǎo)航,在航空航天事業(yè)中普遍應(yīng)用,配合GPS提高導(dǎo)航精度(感知方向/速度的改變),已知起始位置/朝向,將每個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向與朝向,通過(guò)積分運(yùn)算后得到較終的朝向、位置信息。慣性姿態(tài)計(jì)算,體感操作(和平精英)、手勢(shì)控制(Smart Car教育機(jī)器人)、空間音頻(Airpods)、頭部追蹤(VR/AR頭顯)、飛控(無(wú)人機(jī))、穩(wěn)定(穩(wěn)定器)。手機(jī)應(yīng)用:計(jì)步、攝像頭防抖、橫豎屏感應(yīng)切換、抬屏顯示、360°視圖顯示(可以根據(jù)手機(jī)的方位與角度查看不同視角,eg.星空APP)、搖一搖機(jī)械式陀螺儀利用旋轉(zhuǎn)物體的穩(wěn)定性原理,通過(guò)檢測(cè)陀螺儀殼體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度來(lái)確定方向。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用,陀螺儀

我們以一個(gè)單軸偏航陀螺儀為例,探討較簡(jiǎn)單的工作原理(圖1)。兩個(gè)正在運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)向相反方向做連續(xù)運(yùn)動(dòng),如藍(lán)色箭頭所示。只要從外部施加一個(gè)角速率,就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向垂直的科里奧利力,如圖中黃色箭頭所示。產(chǎn)生的科里奧利力使感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生位移,位移大小與所施加的角速率大小成正比。因?yàn)閭鞲衅鞲袘?yīng)部分的運(yùn)動(dòng)電極(轉(zhuǎn)子)位于固定電極(定子)的側(cè)邊,上面的位移將會(huì)在定子和轉(zhuǎn)子之間引起電容變化,因此,在陀螺儀輸入部分施加的角速率被轉(zhuǎn)化成一個(gè)專(zhuān)門(mén)使用電路可以檢測(cè)的電參數(shù)。深圳航姿儀現(xiàn)貨直發(fā)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象,需力學(xué)補(bǔ)償。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用,陀螺儀

下面重點(diǎn)說(shuō)說(shuō)。陀螺儀可以幫助手機(jī)實(shí)現(xiàn)很多增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的功能。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是近期才冒出的概念,和虛擬現(xiàn)實(shí)一樣,是計(jì)算機(jī)的一種應(yīng)用。大意是可以通過(guò)手機(jī)或者電腦的處理能力,讓人們對(duì)現(xiàn)實(shí)中的一些物體有跟深入的了解。如果大家不理解,舉個(gè)例子,前面有一個(gè)大樓,用手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)它,馬上就可以在屏幕上得到這座大樓的相關(guān)參數(shù),比如樓的高度,寬度,海拔,如果連接到數(shù)據(jù)庫(kù),甚至可以得到這座大廈的物主、建設(shè)時(shí)間、現(xiàn)在的用途、可容納的人數(shù)等等。

航向姿態(tài)系統(tǒng)是一種測(cè)量、顯示飛機(jī)航向角、俯仰角和滾轉(zhuǎn)角的飛行儀表。它由全姿態(tài)陀螺儀、磁航向傳感器或天文羅盤(pán)和全姿態(tài)指示器組成。全姿態(tài)陀螺儀主要由航向陀螺和垂直陀螺(一種陀螺地平儀)組成。這兩個(gè)陀螺儀均裝在隨動(dòng)環(huán)內(nèi),所以在飛機(jī)機(jī)動(dòng)飛行時(shí)既能使航向陀螺的外環(huán)軸始終保持在地垂線方向上,又能使垂直陀螺的轉(zhuǎn)子軸和外環(huán)軸始終保持正交,以保證全姿態(tài)陀螺儀提供正確的航向、俯仰、傾側(cè)姿態(tài)信息。按驅(qū)動(dòng)陀螺輪運(yùn)轉(zhuǎn)的分類(lèi)方式有:電動(dòng)和氣動(dòng)。按姿態(tài)角測(cè)量分類(lèi)方式有:摩擦式電位器(通過(guò)測(cè)量模擬電壓的大小來(lái)計(jì)算出姿態(tài)角)和非接觸式容柵傳感器 ;對(duì)于角速度傳感器,很多人可能會(huì)比較陌生,不過(guò),如果提到它的另一個(gè)名字——陀螺儀,相信有不少人知道。水下攝影設(shè)備靠陀螺儀防抖,捕捉清晰海底畫(huà)面。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用,陀螺儀

MEMS陀螺相比傳統(tǒng)的陀螺有明顯的優(yōu)勢(shì):1、體積小、重量輕。適合于對(duì)安裝空間和重量要求苛刻的場(chǎng)合,例如彈載測(cè)量等;2、低成本;3、高可靠性、內(nèi)部無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件,全固態(tài)裝置,抗大過(guò)載沖擊,工作壽命長(zhǎng);4、低功耗;5、大量程,適于高轉(zhuǎn)速大g值的場(chǎng)合;6、易于數(shù)字化、智能化,可數(shù)字輸出,溫度補(bǔ)償,零位校正等。陀螺儀工作原理:消費(fèi)電子設(shè)備早在幾年前就開(kāi)始使用MEMS加速計(jì)。 從游戲機(jī)到手機(jī),從筆記本電腦到白色家電,運(yùn)動(dòng)控制式用戶界面和增強(qiáng)的保護(hù)系統(tǒng)給所有的消費(fèi)電子產(chǎn)品帶來(lái)很多好處。陀螺儀可以用于地下勘探和地質(zhì)勘測(cè),提供準(zhǔn)確的位置和方向信息。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用

陀螺儀可檢測(cè)建筑物傾斜,用于結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用

在接下來(lái)的內(nèi)容中,我們將更多地了解陀螺儀在國(guó)民生活應(yīng)用中的表現(xiàn)。我們大致了解陀螺儀的來(lái)歷,原理和種類(lèi),那么,它與我們的日常生活有怎樣的關(guān)系呢?陀螺儀器較早是用于航海導(dǎo)航,但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,它在航空和航天事業(yè)中也得到普遍的應(yīng)用。陀螺儀器不只可以作為指示儀表,而更重要的是它可以作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件,即可作為信號(hào)傳感器。根據(jù)需要,陀螺儀器能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號(hào),以便駕駛員或用自動(dòng)導(dǎo)航儀來(lái)控制飛機(jī)、艦船或航天飛機(jī)等航行體按一定的航線飛行,而在導(dǎo)彈、衛(wèi)星運(yùn)載器或空間探測(cè)火箭等航行體的制導(dǎo)中,則直接利用這些信號(hào)完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用