Rumore
Il rumore descrive fondamentalmente le variazioni casuali e indesiderate presenti nel segnale di uscita di qualsiasi sensore. Nella navigazione, tuttavia, questo concetto è particolarmente critico. Si riferisce alle fluttuazioni imprevedibili nelle misurazioni provenienti da sensori quali accelerometri, giroscopi e ricevitori GPS/GNSS .
Anche in condizioni costanti, l’uscita del sensore non è mai perfettamente stabile. Di conseguenza, queste variazioni casuali introducono errori e derive nella posizione calcolata. Possono inoltre influenzare le stime di velocità e assetto. Pertanto, comprendere le caratteristiche del rumore è essenziale per progettare sistemi di navigazione affidabili.
In particolare, dobbiamo studiare la densità del rumore e l’instabilità di bias. In definitiva, questa conoscenza ci aiuta a progettare sistemi di navigazione affidabili. Ridurlo al minimo è fondamentale. Ci assicura di mantenere la precisione posizionale nel tempo.
Il compito di un sensore è misurare qualcosa di specifico. Idealmente, un input stabile dovrebbe produrre un output stabile. Tuttavia, questa relazione perfetta si verifica raramente. Il rumore introduce fluttuazioni indesiderate e imprevedibili. Queste variazioni costituiscono la componente casuale del segnale. Esse esistono indipendentemente dal vero segnale di ingresso.
Il rumore altera di fatto la misurazione reale. Rende il segnale di uscita del sensore meno nitido. Questa riduzione della nitidezza viene spesso definita un rapporto segnale-rumore scarso. Livelli elevati di rumore possono mascherare completamente le informazioni reali.
Ingegneri e scienziati lavorano per ridurre al minimo il rumore. Ciò garantisce che i dati raccolti siano accurati e affidabili. Le sue fonti possono essere interne o esterne al sensore. Le fonti interne includono gli effetti termici all’interno dei componenti elettronici. Le fonti esterne possono essere le interferenze elettromagnetiche. Tecniche come il filtraggio e la schermatura aiutano a ridurre i suoi effetti indesiderati.
L’uso delle IMU nella mitigazione del rumore si concentra sulla combinazione dei punti di forza dei loro sensori interni — giroscopi e accelerometri — con riferimenti esterni (come GNSS) attraverso un filtraggio avanzato. Poiché IMU i sensori sono intrinsecamente rumorosi, il processo di mitigazione mira a ridurre la deriva posizionale risultante e a stabilizzare la stima dell’orientamento.
