DRONPARTS компоненты бпла Запрос предложения

Сравнение

IMU, AHRS и INS: три разных прибора с похожими названиями

Один отдаёт сырые измерения, второй — углы, третий — координаты. Путать их дорого.

Разница в том, что выходит наружу

IMU — инерциальный измерительный модуль. Внутри гироскопы и акселерометры, наружу идут угловые скорости и ускорения. Ориентацию он не знает — её вычисляет потребитель.

AHRS — курсовертикаль. Тот же набор плюс магнитометр и встроенный фильтр. Наружу идут готовые углы крена, тангажа и курса. Координат она не даёт.

INS — инерциальная навигационная система. К предыдущему добавлено интегрирование ускорений в скорость и положение, обычно с приёмом поправок от GNSS. Наружу идут координаты, скорость и ориентация.

ПриборСоставЧто выдаётНужны ли внешние данные
IMUгироскопы, акселерометрыугловые скорости, ускорениянет
AHRS+ магнитометр, фильтркрен, тангаж, курсмагнитное поле для курса
INS+ интегрирование, фильтркоординаты, скорость, ориентацияGNSS или другая привязка
INS/GNSS+ приёмникто же, но без накопления ошибкиспутники

Почему курсовертикаль нужна не всем

Полётный контроллер мультиротора уже содержит IMU и собственный фильтр — отдельная AHRS ему не нужна, она дублирует функцию.

Отдельная курсовертикаль оправдана там, где ориентация нужна другому устройству: подвесу, антенному трекеру, поворотной платформе. Им незачем считать углы самим.

Второй случай — резервирование. Независимая AHRS даёт вторую оценку ориентации, по которой можно поймать отказ основной.

Магнитометр — слабое звено курсовертикали

Курс по магнитному полю страдает от всего металлического и токонесущего рядом: силовых проводов, моторов, аккумулятора. Ошибка достигает десятков градусов.

Калибровка компенсирует постоянные искажения корпуса, но не компенсирует переменные — например, поле от тока, который меняется с газом.

Поэтому на аппаратах с большими токами курс берут не от магнитометра, а от двухантенного GNSS: он измеряет азимут напрямую и к металлу безразличен.

Что выбирать под задачу

Нужны сырые данные для собственного алгоритма — IMU. Дёшево, гибко, вся ответственность за фильтрацию на вас.

Нужны углы для стороннего устройства или резерв — AHRS. Готовый результат, минимум обвязки.

Нужна навигация при пропадании спутников — INS, и тогда решающим становится класс гироскопов, а не наличие фильтра.

Откуда курс и во что он обходится по массе

Курсовертикали различаются между собой прежде всего точностью курса, а она определяется его источником. В паспортах из нашего каталога это видно сразу: у SBG Ellipse курс 0,8° с пометкой «по магнитометру» при массе 8–45 г.

Десятые и сотые доли градуса дают приборы с гироскопами высокого класса массой от сотен граммов до нескольких килограммов. У Advanced Navigation Boreas точность курса записана как 0,1° или 0,01° × sec(широта): прибор находит север по вращению Земли, и чем ближе к полюсу, тем хуже — на широте 55° ошибка в 1,7 раза больше паспортной.

Крен и тангаж от источника курса не зависят — их задаёт направление силы тяжести, — поэтому даже у прибора массой 10 г они около 0,1°. Если задаче нужен только горизонт, переплачивать за курс незачем.

Прибор из каталогаКрен и тангажКурсНестабильность гироскопаМасса
SBG Ellipse Micro0,1°0,8° по магнитометру7 °/ч10 г
SBG Ellipse-A0,1°0,8° по магнитометру7 °/ч45 г
SBG Ekinox-A0,02°0,03°0,5 °/ч400 г
SBG Apogee-A0,01°0,02°менее 0,05 °/чменее 690 г
Advanced Navigation Boreas A700,01°0,1° × sec(широта)—2,7 кг
Advanced Navigation Boreas A900,005°0,01° × sec(широта)—2,7 кг

Курсовертикали в каталоге

Позиции каталога, к которым относится всё сказанное выше.

Разделы каталога по теме

Рядом по теме