慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用

來源: 發(fā)布時間:2025-07-31

陀螺儀的應(yīng)用場景,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,將每個時刻的運(yùn)動方向與朝向,通過積分運(yùn)算后得到較終的朝向、位置信息。慣性姿態(tài)計算,體感操作(和平精英)、手勢控制(Smart Car教育機(jī)器人)、空間音頻(Airpods)、頭部追蹤(VR/AR頭顯)、飛控(無人機(jī))、穩(wěn)定(穩(wěn)定器)。手機(jī)應(yīng)用:計步、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,通過檢測陀螺儀殼體的轉(zhuǎn)動角速度來確定方向。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用,陀螺儀

我們以一個單軸偏航陀螺儀為例,探討較簡單的工作原理(圖1)。兩個正在運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)向相反方向做連續(xù)運(yùn)動,如藍(lán)色箭頭所示。只要從外部施加一個角速率,就會產(chǎn)生一個與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動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)動電極(轉(zhuǎn)子)位于固定電極(定子)的側(cè)邊,上面的位移將會在定子和轉(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)化成一個專門使用電路可以檢測的電參數(shù)。深圳航姿儀現(xiàn)貨直發(fā)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺轉(zhuǎn)子會產(chǎn)生進(jìn)動現(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)說說。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,是計算機(jī)的一種應(yīng)用。大意是可以通過手機(jī)或者電腦的處理能力,讓人們對現(xiàn)實(shí)中的一些物體有跟深入的了解。如果大家不理解,舉個例子,前面有一個大樓,用手機(jī)攝像頭對準(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,甚至可以得到這座大廈的物主、建設(shè)時間、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。這兩個陀螺儀均裝在隨動環(huán)內(nèi),所以在飛機(jī)機(jī)動飛行時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)動陀螺輪運(yùn)轉(zhuǎn)的分類方式有:電動和氣動。按姿態(tài)角測量分類方式有:摩擦式電位器(通過測量模擬電壓的大小來計算出姿態(tài)角)和非接觸式容柵傳感器 ;對于角速度傳感器,很多人可能會比較陌生,不過,如果提到它的另一個名字——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:1、體積小、重量輕。適合于對安裝空間和重量要求苛刻的場合,例如彈載測量等;2、低成本;3、高可靠性、內(nèi)部無轉(zhuǎn)動部件,全固態(tài)裝置,抗大過載沖擊,工作壽命長;4、低功耗;5、大量程,適于高轉(zhuǎn)速大g值的場合;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)備早在幾年前就開始使用MEMS加速計。 從游戲機(jī)到手機(jī),從筆記本電腦到白色家電,運(yùn)動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)品帶來很多好處。陀螺儀可以用于地下勘探和地質(zhì)勘測,提供準(zhǔn)確的位置和方向信息。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用

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

在接下來的內(nèi)容中,我們將更多地了解陀螺儀在國民生活應(yīng)用中的表現(xiàn)。我們大致了解陀螺儀的來歷,原理和種類,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控制系統(tǒng)中的一個敏感元件,即可作為信號傳感器。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,以便駕駛員或用自動導(dǎo)航儀來控制飛機(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)載器或空間探測火箭等航行體的制導(dǎo)中,則直接利用這些信號完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用