技术 – 惯性系统

美新公司是全球领先的将固态惯性传感器及系统用于航空航天、商业、汽车和工业应用的供应商,产品已在超过600种不同的飞机上应用。通过对高级MEMS陀螺仪及加速度计、GPS技术和先进DSP算法的封装和集成,美新公司的低成本解决方案拥有独特的性能及特征。美新的惯性传感器及系统能广泛用于空中、陆地和海上的环境控制、仪表测量和导航。

美新公司在过去的十年一直处于MEMS技术的前沿,并且已经拥有了广泛且不断增长的国际客户群,在全球实现了超过10,000次的安装应用。

美新公司成功开发了第一个基于MEMS技术并通过FAA认证的姿态和航向参考系统(AHRS),该系统能具有最优秀的性能、设计和技术,能广泛用于通用航空、商业和军事市场。

主要优点:

  • 坚固可靠(MTBF>30,000小时)
  • 应用领域广泛、性价比高
  • 占地面积小
  • 用户支持/工具

 

MEMS技术

微电子机械系统(MEMS)技术能够开发具有高可靠性的固态惯性传感器和系统,产品可广泛用于静、动态运动测量。MEMS基于微机械加工硅结构的惯性传感器和系统,其采用惯性原理,检测自由移动物体的线性和/或角度运动。

这些芯片级别的硅结构不包含可移动部件,能够提供极低的功率和高可靠性,并且对振动和冲击具有低灵敏度。由于这些特征,MEMS惯性传感器应用领域广泛,与大多数传统机械和光纤惯性技术相比,具有明显的尺寸、重量和成本优势。

卡尔曼滤波

美新的惯性系统采用卡尔曼滤波(EKF)算法,提供了即时校准的角速度传感器和线性加速度计。EKF算法采用来自加速度计、速度传感器、磁力计和GPS(或者空速)的反馈,预测并修正轨道状态和惯性传感器的误差。通过准确并有效地评估这些修正的能力,美新惯性系统能够实现独一无二的性能。

由于具有能够评估姿态误差和陀螺仪偏置状态的能力,卡尔曼滤波姿态修正方法可以实现较高的系统性能。该方法的优势是为轨道提供一个绝对姿态的误差估计,从而修正由于物体噪声干扰、陀螺仪误差导致,同时可以追踪陀螺仪偏移的问题,这实际上提供了一个在线的速度传感器校准功能。

在过去十年,美新公司已经研发了具有自主知识产权的EKF算法,其中几个用于惯性系统的EKF算法专利还获得了奖项。作为产品持续改进过程中的一部分,美新公司将继续扩大并优化其算法,以满足用户越来越复杂的应用需求。

传感器集成

惯性系统采用多轴传感器模组,能够测量物体在自由空间内运动所产生的惯性。惯性系统的最普遍应用包括导航、姿态测量和平台稳定。

美新公司提供了大量的惯性产品,这些产品基于MEMS加速度和角速度传感器技术的结合。更高集成的美新系统包括了三轴加速度计、GPS接收器和空气数据计算机的基准数据,提高了产品的整体功能和性能;同时,美新所有的惯性系统都设计成在没有任何外部辅助的情况下可进行操作。

通过测量三正交轴中的加速度以及每个轴的角速度,使传感器能够完成精确的姿态传感,从而计算出相对于重力矢量的横滚角和俯仰角。通过计算相对于地球磁场矢量的z轴偏航角度,可以计算航向。GPS和/或空速(来自空气数据计算机)的集成能够为卡尔曼滤波提供信息,从而为姿态确定提供更好的修正,有能力进一步估算加速度计和磁力传感器的误差,包括偏置、比例因素和未对准等情况。

Memsic Technology- Inertial Systems
MEMSIC is a leading supplier of solid-state Inertial Sensors and Systems