IMU慣性傳感器在航空航天器中的應(yīng)用

未來，當(dāng)我國(guó)研制的“天宮”空間站建成后，將成為我國(guó)長(zhǎng)期在軌穩(wěn)定運(yùn)行的國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室，這一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)同樣需要精準(zhǔn)的姿態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)和精準(zhǔn)的位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)離不開一種核心的慣性傳感器：慣性測(cè)量單元（IMU）。該慣性傳感器，在民用領(lǐng)域，主要應(yīng)用于需要運(yùn)動(dòng)后物體方位與姿態(tài)控制的設(shè)備上，如汽車、機(jī)器人、導(dǎo)彈等。 領(lǐng)航者號(hào)空間站的人工智能機(jī)器人MOSS 電影截圖 　　在今年熱門科幻電影《流浪地球》中，領(lǐng)航者號(hào)空間站的人工智能MOSS讓人印象深刻。在電影中，MOSS的“眼睛”能隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，要完成這樣的操作，需要MOSS能夠控制自己的運(yùn)動(dòng)軌跡，這個(gè)過程關(guān)鍵點(diǎn)則是發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的軌跡以及運(yùn)動(dòng)軌跡的偏差。 　　目前，這一應(yīng)用目前在國(guó)內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用，比如各種無人機(jī)、工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中的“光電吊艙”產(chǎn)品，都能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的目標(biāo)跟隨與互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)利用紅外、視覺、激光等發(fā)射裝置進(jìn)行精準(zhǔn)的識(shí)別、跟蹤和信息傳遞。 IMU傳感器模塊，資料圖 　　這些應(yīng)用都離不開慣性測(cè)量單元這一慣性傳感器的應(yīng)用。IMU可以給系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的αβγ三軸方向的角度變化量和xyz三軸方向的速度與位置變化量，方便控制部分精準(zhǔn)控制光電系統(tǒng)的隨動(dòng)。 　　IMU傳感器能輸出什么？ 　　實(shí)際上，它能輸出的數(shù)據(jù)類型特別多：αβγ三軸方向的航向角、俯仰角、橫滾角、αβγ三軸方向的角速率， xyz三軸方向的速度、加速度、甚至加加速度。 消費(fèi)級(jí)無人機(jī)飛控系統(tǒng)中的IMU慣性傳感器模塊，資料圖 　　那么，這些數(shù)據(jù)是通過什么原理輸出的呢？ 　　目前，一套最常規(guī)慣性測(cè)量單元（IMU）通常都會(huì)內(nèi)置三軸陀螺儀和三軸加速度傳感器。通過對(duì)這6個(gè)子傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)耦合，最終形成三維立體空間下的數(shù)據(jù)輸出。 　　據(jù)了解，目前，在軍事、航空應(yīng)用領(lǐng)域，當(dāng)前多數(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)需要結(jié)合GPS和慣性測(cè)量單元，有時(shí)還需要其它導(dǎo)航傳感器提供精確的定位和導(dǎo)航信息。比如，2019年4月11日，以色列發(fā)射的首個(gè)月球登陸器創(chuàng)世紀(jì)號(hào)在即將降落月球表面之前出現(xiàn)一系列故障，最后墜毀于月球，其原因便是IMU慣性傳感器導(dǎo)致航空登陸電子設(shè)備出現(xiàn)一連串事件，登陸器引擎被關(guān)閉，最終導(dǎo)致任務(wù)失敗。 創(chuàng)世紀(jì)號(hào)航天器在月球登陸過程中拍攝的月球照片，資料圖 　　目前，我國(guó)航天領(lǐng)域的科學(xué)家在探月工程項(xiàng)目中，為嫦娥航天器登月專門建設(shè)的鵲橋中繼星，量身定制了全天候、全天時(shí)、全空域運(yùn)行能力的光纖陀螺慣性測(cè)量單元，不僅擺脫之前姿態(tài)敏感器需要借助地球、太陽等天體來定位的束縛，也大大提升其軌道控制能力。 --------------------- 作者：傳感器資訊 來源：傳感器專家網(wǎng) 原文:https://www.sensorexpert.com.cn/article/1344.html 版權(quán)聲明：本文由傳感器專家網(wǎng)整理發(fā)布，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處和鏈接！