Skip links

Как выбрать инерциальный модуль или инерциальную навигационную систему?

Как подобрать инерциальную систему?

ООО “Лаборатория Микроприборов” имеет широкую линейку производимой продукции: инерциальные модули МГ, инерциальные навигационные системы ГКВ и ОЕМ решения. Мы написали эту статью, чтобы помочь вам подобрать инерциальную систему, которая решит вашу задачу.

Функциональность IMU VRU AHRS Внешний
GNSS/INS
Внутренний
GNSS/INS
Внешний
RTK-GNSS/INS
Внутренний
(RTK-)GNSS/INS
Серия МГ + + +
Серия ГКВ OEM + + + + +
ГКВ-5
ГКВ-6
ГКВ-7
+ + + + +* + +*
ГКВ-10
ГКВ-11
ГКВ-12
+ + + + +* + +*

* У ГКВ-5 и ГКВ-10 нет внутреннего GNSS/INS

Напомним вам про терминологию инерциальных приборов

* У ГКВ-10, ГКВ-11 и ГКВ-12 отсутствует барометр

• IMU (inertial measurement unit) — инерциальный измерительный модуль. По сути — это блок инерциальных датчиков: датчиков угловой скорости и ускорения (акселерометров). Все модули индивидуально калибруются нами в диапазоне рабочих температур на поворотном столе, что позволяет улучшить точностные характеристики датчиков.

VRU (vertical reference unit) — это инерциальный измерительный модуль, который с помощью встроенных алгоритмов способен вычислять крен и тангаж.

AHRS (attitude heading reference system) — это инерциальный модуль со встроенным магнитометром и  алгоритмом  ориентации. Такие устройства способны выдавать крен, тангаж и магнитный курс.

•  INS (inertial navigation system) — инерциальная навигационная система. Построена на базе инерциальных датчиков, магнитометра, ГНСС-приемника и опционально барометра, выдает полное навигационное решение: положение, координаты, истинный курс. Барометр и магнитометр используются в математическом алгоритме для коррекции и улучшения выдаваемых данных.

При использовании RTK ГНСС-приемников можно добиться сантиметровой точности. Самым функциональным решением считается модуль с двумя встроенными ГНСС-приемниками, это позволяет значительно повысить точность вычисления курса. 

На блок-схеме ниже представлены семейства инерциальных модулей ООО “ЛМП”. Так вы сможете понять позиционирование и особенности каждого модуля, чтобы удачно подобрать инерциальную систему.

Семейство модулей ГКВ

               ОЕМ Серия ГКВ
Габариты (22х22х5) мм;
Герметичность IP40;
Напряжение питания 3,3 В.

               5 Серия ГКВ
Габариты (66х42х20.5) мм;
Герметичность IP54;
Напряжение питания 5 В.

               10 Серия ГКВ
Габариты (73х50.5х34.5) мм;
Герметичность IP67;
Напряжение питания от 9 В до 36 В (или от 5 В до 18 В).

Инерциальная навигационная система ГКВ-1 ОЕМ

ГКВ-1 ОЕМ имеет возможность подключения внешних ГНСС-приемников. Наличие оценочной платы за счет сменных модулей (совместимых с mikroBUS) обеспечивает сопряжение по следующим интерфейсам: RS-485/RS-422, RS-232, UART, CAN, USB, Ethernet, Wi-fi, SPI.

Продукция Инерциальная навигационный модуль ГКВ-5

ГКВ-5 имеет защиту от высокого напряжения и обратной полярности

Продукция Инерциальная навигационный модуль ГКВ-6

ГКВ-6 имеет встроенный высокодинамичный ГНСС-приемник сантиметровой точности (режим RTK)

Продукция Инерциальная навигационная система ГКВ-7

ГКВ-7 имеет 2 встроенных ГНСС-приемника для измерения курса в статике и вычисления координат с сантиметровой точностью (режим RTK)

Инерциальная навигационная система ГКВ-10

ГКВ-10 имеет широкое входное напряжение питания с гальванической изоляцией и защитой от обратной полярности. Подключение внешнего ГНСС-приемника для работы навигационного алгоритма.

Инерциальная навигационная система ГКВ-11

ГКВ-11 имеет встроенный ГНСС-приемник стандартной точности или ГНСС-приемник сантиметровой точности (режим RTK)

Инерциальная навигационная система ГКВ-12

ГКВ-12 имеет встроенный двухантенный ГНСС-приемник для измерения курса при малых ускорениях и вычисления координат с сантиметровой точностью (режим RTK)

Какой интерфейс вам нужен?

Теперь, когда вы определились с характеристиками необходимого модуля и если ваш выбор пал на несколько вариантов изделий, то можно дополнительно посмотреть на таблицу с доступными интерфейсами.

Интерфейсы UART USB SPI SDIO I2C CAN RS232 RS422 RS485 4W RS485 2W
МГ-1 + + + + +
МГ-10 +
ГКВ-1 ОЕМ + + + +
ГКВ-5
ГКВ-6
ГКВ-7
+ + + +
ГКВ-10
ГКВ-11
ГКВ-12
+ + + +

Какие выходные данные вам нужны?

Чтобы понять какие данные выдает тот или иной модуль можно использовать следующую таблицу. В ней более подробно описаны выходные данные инерциальных устройств.

Выходные данные IMU VRU AHRS (RTK-)GNSS/INS
3 оси линейного ускорения
3 оси угловой скорости
3 оси магнитометра
Сырые калиброванные данные с датчиков
+ + + +
Измерение давления + +
Данные с ГНСС +
Крен/Тангаж +
Крен/Тангаж/Курс + +
Магнитный курс + +*
Истинный курс (с ГНСС) +
Координаты по 3-м осям/скорость +

     *кроме исполнения ГКВ-N-333-A-V-G

Какие характеристики системы ориентации вам нужны?

Когда вы определились с данными, которые вам нужны, то можно подобрать необходимые характеристики по сравнительной таблице.

Характеристики МГ-1 МГ-10 ГКВ-1 ОЕМ ГКВ
Крен/тангаж 0,3-0,2 0,2 0,3-0,2 0,2-0,1
Курс (RTK) 0,2 0,2
Курс (ГНСС) 0,3 0,3
Курс (магн.),град., 1σ 1 1 1 1
Координаты, м 1,5 1,5
Координаты (RTK) 0,01+1 ppm 0,01+1 ppm
Подобрать инерциальную систему

Важно понимать, что технические характеристики инерциальных устройств — это очень сложная тема. Нельзя абсолютно объективно отразить ту или иную величину, так как они могут сильно зависеть от условий применения. К примеру, ошибка по крену и тангажу у ГКВ-1 ОЕМ и МГ-1 около 0,3°-0,2°, в то время, как у приборных ГКВ 0,2°-0,1°. Визуально кажется, что разницы почти нет, но на самом деле у приборной линейки ГКВ элементная база намного точнее и стабильнее. На практике ГКВ покажет себя лучше, чем МГ-1 и ГКВ-1 ОЕМ. 

Для того, чтобы окончательно подобрать инерциальную систему и закрыть вопросы по нашим приборам мы предоставляем демонстрационный образец на 2 недели, который вы можете протестировать.
Подробнее об этом можно почитать здесь:
https://mp-lab.ru/support/demo-sample/

Приобрести нашу продукцию вы можете напрямую у нас, написав на почту info@mp-lab.ru.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал: https://t.me/mplab

На этом канале мы публикуем: кейсы (наши статьи и исследования); информацию о продуктах (модификации и новинки); отвечаем на часто задаваемые вопросы и другие анонсы.

Поделиться: