Инерциальные измерительные модули (IMU) серии МГ предназначены для измерения ускорения и угловой скорости, а также вычисления ориентации. Встроенные алгоритмы ориентации позволяют использовать МГ в системах стабилизации и мониторинга пространственной ориентации объектов, вычислять углы наклона и ориентацию объекта (курс, крен, тангаж).
Инерциальные модули представляют собой блок инерциальных датчиков: МЭМС-датчик угловой скорости и МЭМС-датчик ускорения, высокопроизводительного вычислителя, магнитометра и барометра (опционально).
Области применения: геосъемка, робототехника, геофизика, железнодорожный транспорт, автономная карьерная техника и прочее.
Кейсы по применению
Основные функции инерциальных модулей
• Угловая скорость (°/c; рад/с)
• Ускорение (g; м/с2)
• Магнитное поле (в кодах АЦП магнитометра)
• Углы ориентации: крен; тангаж; курс (°)
• Углы наклона по осям X и Y (°)
• Кватернион ориентации
Преимущества инерциальных модулей МГ
Калибровка на поворотном столе
Уменьшает ошибку инерциальных датчиков,
продлевает выдачу данных в автономе
Массогабаритные характеристики
Малогабаритные датчики с массой до 50 г.
и размерами не более 47,3х35,3х21,1 мм.
Основные характеристики системы ориентации
• Диапазон по крену: ±180°
• Диапазон по курсу: ±180°
• Диапазон по тангажу: ±90°
• Ошибка (1 СКО) тангажа и крена в статике с коррекцией по акселерометру: 0.2°
• Ошибка (1 СКО) тангажа и крена в динамике с коррекцией по акселерометру: 0.3°
• Ошибка (1 СКО) курса с коррекцией по магнитометру: 1°
Сравнение инерциальных модулей
| Возможности | МГ-1 | МГ-10 | |||
| Диапазоны измерения угловой скорости, °/c | ±500 | 900 или ±2700 | |||
| Диапазоны измерения ускорения, g | ±10 | ||||
| Диапазоны измерения магнитного поля, Гаусс | ±8 | ||||
| Диапазоны измерения абсолютного давления, гПа | 30 … 125 | барометр отсутствует | |||
| Масса, грамм | 50 | 40 | |||
| Габариты, мм | 47,3х35,3х21,1 | 30x37x16 | |||
| Степень защиты | IP54 | ||||
| Рабочий диапазон температур, ˚С | -50 … +85 | -60 … +85 | |||
| Напряжение питания, В | от 5 до 36 | 5 | |||
| Интерфейсы взаимодействия | UART; RS-485; RS-232; CAN; USB | UART | |||
| Подогрев | отсутствует | + | |||
Документация на продукцию
Алгоритм ориентации
Ориентация – перевод одной системы координат (СК) к другой, например, перевод навигационной СК в связанную с объектом. Навигационная или глобальная СК – система, связанная с эллипсоидом Земли, оси Х направлена на север, Y на восток, Z вниз, соосно вектору силы свободного падения. Ориентация вычисляется с помощью интегрирования данных датчиков угловых скоростей(углы поворота: курс, крен и тангаж). Чтобы ориентацию связать с навигационной СК, необходимо определить направление вектора ускорения свободного падения, для чего используются акселерометры.
Настройка и подключение ИНС
Для соединения с модулями серии МГ используется интерфейс UART, а для передачи данных — проприетарный протокол информационного обмена, в котором каждый отдельный пакет состоит из заголовка, поля данных и поля контрольной суммы CRC-32. Протокол информационного обмена инерциальных модулей позволяет задавать выходные форматы данных, частоту выдачи данных, параметры цифровых фильтров и изменять скорость выдачи данных по цифровому интерфейсу. Встроенная диагностика инерциальной системы проходит непрерывно во время работы модуля.
Для простоты подключения к модулям серии МГ разработано демонстрационное ПО, предназначенное для настройки модуля и отображения измеряемых и вычисляемых данных. Также демонстрационное ПО позволяет записывать данные от модуля МГ в популярных форматах: бинарный, csv, mat. При необходимости в демонстрационное ПО могут быть добавлены дополнительные функции.
Часто задаваемые вопросы
Разработка инерциального модуля в рамках ОКР
Лабораторией Микроприборов в рамках ОКР был разработан опытный образец МГ-26, применяемый в геодезии для инклинометрии скважин. Прибор предназначен для применения в нефтяных, газовых и других скважинах. Для измерения азимутального угла прибор не использует магнитометры, поэтому может применяться в обсаженных или железнорудных скважинах.
Инерциальные модули состоят из триады акселерометров и триады высокоточных датчиков угловой скорости. Благодаря этому прибор способен определять зенитный угол и угол азимута с высокой точностью. Угол азимута определяется по принципу гирокомпасирования: в точках останова при промере скважины прибор поворачивают последовательно вдоль одной из осей, измеряя тем самым вектор вращения Земли, который далее используется для определения угла азимута.
Многие существующие приборы для промера скважин имеют ряд недостатков. Прецессионные гироскопы или магнитометры в составе прибора требуют аккуратного обращения ввиду хрупкости внутренних элементов и ограничены в применении из-за внешних паразитных магнитных полей. МГ-26, имея в составе высокоточные МЭМС-элементы, лишён этих недостатков. Прибор не требователен к условиям транспортировки и может быть использован в обсаженных и железнорудных скважинах и при двуствольном бурении.
Инерциальный модуль МГ-26
Габаритные размеры: ⌀30х240 мм
Купить инерциальный модуль
Перед покупкой инерциального модуля возникает много вопросов и сомнений. Чтобы помочь вам с выбором, мы предлагаем вам взять демонстрационный образец МГ и провести с ним натурные испытания. Модули передаются во временное пользование бесплатно и сроком на 2 недели.