3軸 6軸 9軸IMU的區別

2021-10-14 04:20:41 字數 992 閱讀 7478

由於地球重力場相當於已知資訊,因而當載體處於平穩運動時,完全可以依靠採集自加表的測量資訊來推算得到載體除了航向外的其它兩個姿態資訊,而若將加表與其它感測器如磁力計結合使用,就能實現在多種運動情況下測得完整的載體姿態資訊。 [1]

磁力計的基本工作原理如下:設磁力計三軸磁分量的資料為[mbx mby mbz]載體的橫滾角和俯仰角分別為φ 和θ 。則有

式中xh 為磁力計在水平方向 x 軸上的分量,yh 為磁力計在水平方向 y 軸上的分量,具體如圖《傾角、重力及水平分量的關係》所示。

方位角可以根據上面求得的兩個分量按下面的公式計算

其中,ϕm0 為磁方位角,載體的方位角ϕm 需要經過磁偏角修正後才能得到,即ϕm = ϕm0 − ϕ0

ϕ0 為磁偏角,可以根據地球磁場模型 wmm2005 以及載體所處的位置查得。

磁力計是一種可以測量環境磁場強度的感測器,本文正是通過利用磁力計測得磁場強度進而得到所需的載體方位角資訊。作為一種實用器件其存在誤差是無可避免的,目前通常將磁力計的誤差劃分為自身內部誤差、應用安裝誤差以及羅差。

(1)自身內部誤差

磁力計的自身內部誤差有零位誤差、靈敏度誤差和正交誤差。

(2)應用安裝誤差

當將磁力計安裝於載體上時沒有實現磁力計的座標系與載體座標系相互重合,這就產生了安裝誤差。

(3)羅差

因為鐵磁材料本身的特性會對外界磁場產生影響,因此當它出現在磁力計周圍時必然會對其產生影響進而引起誤差,我們把這種誤差稱之為羅差。這種影響產生的干擾磁場分為硬鐵磁場和軟鐵磁場。對於鐵磁材料和電器裝置會產生硬鐵磁場,其對磁力計測量值的影響等同於在地磁場的測量值上附加了乙個大小和方向不變的常值偏移。由於受外界磁場影響而產生的磁場稱為軟鐵磁場,其大小和方向會隨著載體姿態和位置的變化而變化。

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