當(dāng)客戶訪問我們的網(wǎng)站或為他們的產(chǎn)品購買傳感器（慣性傳感器）時，他們通常會想到 INS，僅此而已。他們剛剛聽到INS。事實并非如此。也許他們實際上需要一個 IMU，這實際上非常簡單。他們正在考慮一個完全不同的價格點。了解 IMU、AHRS 和 INS 之間的差異將有助于為您的特定應(yīng)用選擇正確的產(chǎn)品。
人們對 INS 的最大誤解是它只是一個 GPS。這不是 GPS。它有一個卡爾曼濾波器，它有一個內(nèi)置于設(shè)備中的傳感器融合。它為您提供更準(zhǔn)確的輸出?？偟膩碚f，這是一個非常高質(zhì)量的設(shè)備。因此，INS 將包括一個卡爾曼濾波器，該濾波器將包括傳感器本身如何將所有單獨的部件融合為一個部件，并為您提供包含所有部件的導(dǎo)航輸出。這還包括陀螺儀、磁力計和加速度計。并且在INS解決方案中，還包括GPS。因此，它將獲取這些東西并為您提供導(dǎo)航輸出，然后您的機器人可以使用該輸出來了解它在世界上的位置。
當(dāng)您想要實現(xiàn) IMU 時，重要的是要認(rèn)識到它只是磁力計、加速度計和陀螺儀。有時該包裝中不包含磁力計。這只是那些小設(shè)備最終吐出的隨機數(shù)。而且它不會有任何智能。它只會產(chǎn)生數(shù)字。這實際上對于在相機、固定相機中使用非常有益，您所關(guān)心的只是知道它是指向地面還是指向天花板。這是非?；镜?，沒有太多內(nèi)容。但同樣，沒有任何立場或其他任何東西。
很多人在為特定應(yīng)用尋找解決方案時，都會從 INS 級別開始，其中包括磁力計、陀螺儀和加速度計。但它還包括一個 GPS，它將把所有這些傳感器融合在一起，為您提供強大的導(dǎo)航輸出，您的系統(tǒng)實際上可以使用它來環(huán)游世界，并確切地知道它在哪里。
所以IMU實際上代表慣性測量單元。僅此而已。這只是一個簡單的基本單元。
下一步是 AHRS，它代表姿態(tài)航向參考系統(tǒng)，實際上包括 GPS。雖然它實際上并不包含卡爾曼濾波器，但它確實為您提供了 IMU 的所有優(yōu)勢以及 GPS 位置。
AHRS 裝置非常適合那些已經(jīng)設(shè)計或已經(jīng)集成過濾器的人們，他們只是希望將更多傳感器數(shù)據(jù)注入其中。
AHRS 的下一步是 INS，每個人都熟悉術(shù)語 INS。那個，它代表慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。顧名思義，它是一個智能系統(tǒng)。它將采用所有這些傳感器，將它們?nèi)诤铣梢粋€輸出，您的系統(tǒng)無需再做任何事情。它僅根據(jù)該輸出就可以準(zhǔn)確地知道自己在世界上的位置。您不需要將其發(fā)送到其他任何地方。
INS 具有所謂的卡爾曼濾波器，它融合在設(shè)備中使用的各種傳感器中?？柭鼮V波器實際上是一個軟件包。大部分時間傳感器輸出被饋入。然后卡爾曼濾波器為您提供融合輸出，機器人的其余部分實際上可以在其上運行。 INS 獨有的一些額外功能是能夠使用 RTK。 RTK（實時運動學(xué)）是一個從基站獲取 GPS 位置并將修正結(jié)果輸出到流動站（通常是四處移動的機器人）的過程。通過組合兩個 GPS 系統(tǒng)，您可以獲得厘米級的精度。而且這只是，你只能用 INS 系統(tǒng)來做到這一點。
另一個只能與 INS 一起使用的功能實際上是羅盤。這是一項較新的技術(shù)，但它仍然只能在 INS 解決方案中使用。這就是您使用 GPS 1 并添加 GPS 2 的地方。一臺設(shè)備有兩個 GPS。但根據(jù)這兩個 GPS 位置之間的距離，您可以推導(dǎo)出兩者之間的航向。這為您的常規(guī)導(dǎo)航系統(tǒng)提供了非常準(zhǔn)確的航向尺寸。
羅盤之所以對 INS 解決方案有如此巨大的改進，是因為您能夠獲得比磁力計低得多的精度。磁力計基于地球磁場，無論你指向北方，它都是一個指南針。但當(dāng)您使用 GPS 時，它并不關(guān)心北方的實際位置。因為它始終能夠根據(jù)這兩個 GPS 得出您的航向。而且它不會受到一塊金屬經(jīng)過它的影響，也不會受到你的手機的影響。只要您有 GPS 位置，它就始終有效。
因此，每個人真正想要的最終解決方案之一是，我可以獲得出色的羅盤航向，我也可以通過 RTK 獲得位置精度嗎？答案是肯定的。您實際上可以將它們放在一起。你最終只是將兩者合并了。您將擁有基站，然后您將擁有具有兩個 GPS 的流動站。它的工作原理與 RTK 完全相同。您將基礎(chǔ)位置信息發(fā)送到流動站，然后它進行位置修復(fù)，然后它還可以從兩個 GPS 位置獲取航向信息，真正為您的應(yīng)用提供精確的航向和位置解決方案。實際上，羅盤的工作原理與 RTK 類似。它實際上運行與 RTK 解決方案完全相同的庫。但它使用該信息作為本地基地而不是遠(yuǎn)程基地。在 RTK 系統(tǒng)中，您在其他地方有一個基站，現(xiàn)在您有一個由羅盤組成的移動基站。正是這兩個基本位置在 RTK 解決方案中協(xié)同工作，才真正為您提供羅盤航向。
使用 RTK 基準(zhǔn)的價值在于，如果您基于該基準(zhǔn)進行任何類型的三角測量，您就可以獲得該位置。三角測量作用于三個點。在這種情況下，您有一個 RTK 基地，您有一顆衛(wèi)星，然后您還有您的流動站。根據(jù)您隨后繪制的三角形的尺寸，我們實際上能夠獲得精確到厘米級的 RTK 位置。
帶羅盤的 INS 仍然受到基本 GPS 位置的影響。一般來說，GPS 的精度很難達到一米以上。指南針仍將受到影響。雖然我們能夠得出流動站上兩個 GPS 位置的準(zhǔn)確航向，但我們無法從這兩個位置中得出更準(zhǔn)確的物理位置信息。您可以對它們進行平均，但這不會給您帶來更高的準(zhǔn)確性。
? 3DM-CV5-IMU 嵌入式慣性測量單元
? 3DM-GX5-IMU 高性能慣性測量單元（IMU）
? 3DM-CV7-AHRS 戰(zhàn)術(shù)級 OEM IMU/AHRS
? 3DM-GX5-AHRS 高性能姿態(tài)參考傳感器
? 3DM-CV7-INS 戰(zhàn)術(shù)級嵌入式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
