高精度加速度计和陀螺仪
惯性系统在防御设备和车辆(例如,无人驾驶飞行器)中作为主要和辅助导航辅助设备发挥着关键作用,与 GNSS、磁力计、空中数据和其他辅助传感器协同工作。这些系统提供连续的实时导航数据,这对于避碰、路径规划和情境感知至关重要。此外,INS 增强了车辆的自主性,使车辆能够在战场上更加独立地运行。
我们单独校准的惯性系统采用先进的 MEMS 技术加速度计和陀螺仪,为 PNT 解决方案带来了卓越的弹性和可靠性。通过复杂的传感器融合算法结合来自这些传感器的数据,高精度 INS 解决方案可以检测运动变化,同时通过自适应陷波滤波和 RAIM 提供干扰和欺骗缓解。
这种传感器融合实现了精确的导航数据,在较长时间内,航位推算漂移误差限制在行驶距离的 0.5% 到 2% 以内。
坚固且节省空间的设计
我们的导航系统是基于 MEMS 的惯性测量单元 (IMU),有坚固的 MIL-STD 和紧凑的 OEM 两种外形尺寸可供选择。我们在法国设计和制造,使用的材料非常坚固,足以承受极端的军事条件,例如冲击、剧烈振动、急剧的温度变化和恶劣的气候。
我们出色的尺寸、重量和性能比使其成为 UAV 和巡飞弹药的理想选择,在这些应用中,有效载荷限制至关重要。
在这些环境中,可靠性至关重要,因为系统故障可能会影响任务的成功。这些材料经过军事标准 (MIL-STD 810) 测试,可确保关键系统继续以最佳状态运行,同时提供频率分析警报和传感器混合规避功能,以增强电子战的弹性。
易于集成的 OEM 和盒式解决方案
我们的惯性传感器通过灵活的 API(包括二进制、NMEA 和 RESTful 接口)无缝集成到所有类型的无人机中。与流行的自动驾驶仪系统(如 Pixhawk 和 Ardupilot)的直接兼容性使我们的 INS 能够轻松安装,而无需进行重大调整和付出有限的努力。
这种适应性通过多种集成选项确保了快速实施,减少了停机时间和运营成本,同时保持了导航精度。借助我们可扩展的解决方案,国防部队可以确保其整个机队受益于增强的导航能力,从而支持关键任务操作,而不会中断无人机配置或需要复杂的改装。
我们在全球拥有 70 家分销商的网络,可确保为国防应用提供全球支持。
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探索自主车辆的其他国防应用
了解惯性导航系统如何增强自动驾驶车辆在各种国防应用中的性能。从无人地面系统到自动车队和侦察平台,我们的解决方案提供任务成功所需的精确的定位、方向和可靠性——即使在 GNSS 受限的环境中。
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欢迎访问我们的常见问题解答部分!在这里,您可以找到关于 UAV 无人飞行器导航的最常见问题的答案。如果您找不到您要找的内容,请随时直接与我们联系!
在国防 UAV 中,有哪些可能的 INS 集成方式?
我们的解决方案非常适合与各种类型的国防无人机集成,从而为不同的运营需求提供多功能性和适应性。 我们的运动和导航传感器为您的系统带来战术传感,而不会影响 SWaP-C! 它们特别适合集成商使用。
对于依赖 GNSS 的无人机,我们的双天线 GNSS 接收器可提供卓越的精度。这有利于地面导航,并有助于在空中和地面导航之间进行过渡。此外,所有传感器都支持各种通信协议,例如 RS-232、CAN 和以太网,从而可以与无人机系统无缝集成。
最后,还可以集成外部定位解决方案,例如 DVL 或其他导航辅助设备,以提供精确的横摇、纵倾、航向和高度数据。这增强了在 GNSS 信号可能较弱或不可用的环境中的导航。
我们如何确保无人机军事应用中的传感器质量标准?
在 SBG Systems,为了确保我们的惯性测量单元 (IMU) 达到最高的质量标准,我们采用了一丝不苟的流程。 我们首先优化选择高端 MEMS 组件,重点关注符合我们严格质量要求的可靠加速度计和陀螺仪。 我们的 IMU 封装在坚固的外壳中,旨在承受振动和环境条件,从而保证耐用性和性能。
我们的自动化校准过程涉及一个双轴转台,并解决 -40°C 至 85°C 的温度范围。此校准可补偿各种因素,包括加速度计和陀螺仪中的偏差、交叉轴效应、未对准、比例因子和非线性,从而确保在所有天气条件下的一致性能。
我们的认证过程还包括严格的内部筛选,以确保只有符合我们规格的传感器才能继续投入生产。 每个 IMU 都附带详细的校准报告,并提供两年保修。 这种严谨的方法可确保长期的高质量、可靠性和一致的性能,从而为国防和其他关键应用提供卓越的 IMU。
我们还进行全面的环境和耐久性测试,以确保可靠性。我们的一些传感器符合多项MIL-STD标准,保证了抗冲击、振动和极端环境的能力。
如何在无人机 (UAV) 作业中控制输出延迟?
在无人机 (UAV) 操作中控制输出延迟对于确保快速响应的性能、精确的导航和有效的通信至关重要,尤其是在国防或任务关键型应用中。
输出延迟是实时控制应用中的一个重要方面,较高的输出延迟可能会降低控制回路的性能。我们的 INS 嵌入式软件旨在最大限度地减少输出延迟:一旦传感器数据被采样,扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 在生成输出之前会执行小型且恒定时间的计算。通常,观察到的输出延迟小于一毫秒。
如果要获得总延迟,则应将处理延迟添加到数据传输延迟中。此传输延迟因接口而异。例如,在 115200 bps 的 UART 接口上发送的 50 字节消息将花费 4 毫秒才能完成传输。考虑更高的波特率以最大限度地减少输出延迟。
什么是 PNT?
PNT 代表定位、导航和授时——这三个基本支柱支持任何现代导航或协调系统,无论是在航空航天、国防、海事、自动驾驶车辆还是关键基础设施中。
以下是一个清晰的细分:
1. 定位
这回答了问题:“我在哪里?”
它提供精确的地理坐标(纬度、经度、海拔)。通常来自 GNSS(GPS、Galileo、GLONASS、BeiDou)或 GNSS 不可用时的 INS。
对跟踪、制导、测绘和态势感知至关重要。
2. 导航
这回答了:“我如何从 A 点移动到 B 点?”
它涉及确定方向、速度和轨迹,以安全高效地到达目的地。包括速度、航向和姿态(横摇、纵倾、偏航)。
通常使用 IMU/INS、传感器融合算法、里程计或基于 GNSS 的导航来实现。
3. 定时
这回答了:“现在几点,精确到什么程度?”
准确、同步的时间对于系统和信号的协调至关重要。高精度计时是通信网络、军事系统、电网和 GNSS 本身的基础。
即使是微秒级的误差也可能导致通信、数据链路或地理定位失败。
为什么 PNT 很重要?
PNT 是每个现代自主或制导系统的核心——无论是导弹、无人机、车辆、USV、AUV 还是甚至是蜂窝网络。当 GNSS 性能下降或受限时,惯性系统 (IMU/INS) 将成为弹性 PNT 的支柱。
什么是惯性测量单元?
惯性测量单元 (IMU) 是一种复杂的设备,用于测量和报告物体的比力、角速度,有时还包括磁场方向。IMU 是各种应用中的关键组件,包括导航、机器人技术和运动跟踪。以下是其主要特性和功能的详细介绍:
- 加速度计: 测量沿一个或多个轴的线性加速度。它们提供关于物体加速或减速速度的数据,并且可以检测运动或位置的变化。
- 陀螺仪:测量角速度,即绕特定轴的旋转速率。陀螺仪有助于确定姿态变化,使设备能够保持其相对于参考系的位置。
- 磁力计(可选):一些 IMU 包含磁力计,用于测量磁场的强度和方向。这些数据可以帮助确定设备相对于地球磁场的姿态,从而增强导航精度。
IMU提供关于物体运动的连续数据,从而可以实时跟踪其位置和方向。此信息对于无人机、车辆和机器人等应用至关重要。
在相机云台或无人机(UAV)等应用中,IMU通过补偿不必要的运动或振动来帮助稳定运动,从而实现更平稳的操作。
航空中的航位推算是什么?
航空领域的航位推算是一种传统的导航方法,通过使用测量或假设的参数(例如航向、空速、时间和风等环境因素)向前推算其上次已知位置,来估计飞机当前的飞行位置。
与依赖外部参考(如无线电信标、GNSS 卫星或视觉地标)不同,推算导航使用飞机自身的运动信息来计算其相对于起点的当前位置。飞行员或机载导航系统从已知的固定点开始,然后在给定的时间间隔内应用飞机的真实航向和真实空速来计算新的估计位置。
然而,由于飞机在受风影响的气团中移动,因此计算必须包含风向和风速;否则,计算出的轨迹将偏离实际飞行路径。
在现代航空中,惯性导航系统通过使用加速度计和陀螺仪测量线性加速度和旋转速率,并持续积分这些测量值来估计速度、姿态和位置,从而增强了推算导航能力。尽管这种惯性推算导航显著提高了对外部信号的独立性,但由于传感器偏差和噪声,它仍然会随着时间积累误差。因此,基于INS的推算导航通常与 GNSS 或其他辅助源结合使用,以限制漂移并保持长期精度。
尽管存在这些限制,但在 GNSS 信号中断、无线电静默任务或外部参考不可靠或受限的环境中,航位推算对于确保持续导航仍然至关重要。