MTi-20 惯性导航

【MTi-20】荷兰XSENS惯性VRU测量单元

北京华微中测科技有限公司是一家致力于惯性定向测姿、卫星导航定位等高新技术领域的新产品推广，销售和技术服务的高科技民营企业。公司主要经营产品有倾角传感器、数显倾角仪、测斜仪、二维罗盘、三维罗盘、MEMS陀螺仪、光纤陀螺仪、加速度计、磁传感器、惯性导航系统（IMU/AHRS/VG）、卫星导航系统（GPS/GLONASS/GALILEO/北斗）、运动捕捉分析系统。能提供定位、导航、测姿、定向全方位各种应用的产品。行业应用：无人机飞控、人体动作捕捉、特种车辆姿态测量、海上船舶及石油平台稳定、人员定位步行导航、工程机械力矩限制器、吊钩及塔基监测、电力杆塔及浮冰监测、卫星通信天线控制、汽车四轮定位测量、汽车后视镜、太阳能跟踪、桥梁大坝监测、机器人控制、石油测井测斜、生物医学，科研院校，IT电子等各类自动化控制领域。

运动载体姿态测量Xsens MTI-300/30姿态和航向参考系统

     MTI-300/30 AHRS姿态和航向参考系统是一款微型3自由度飞行姿态及航向参考系统，具有体积小、重量轻的特点。该产品包含3D加速计、陀螺仪、磁强计以及惯性测量装置。该产品的内置低功耗信号处理器可提供实时无位移3D方向、校准3D加速度、3D转弯速度以及3D地球磁场数据。

超高性能
    MTi采用陀螺仪、加速计和磁强计来确定方向。Xsens的传感器融合算法可应对暂时磁干扰和短期加速，从而可以计算出实时方向数据。此外，MTi软件开发工具包还含有磁场映射程序，可以纠正硬/软铁影响。

专用设置
    MTi的用途十分广泛，内嵌传感器融合滤波算法适应性强，适用于不同的应用领域，并可确保较。公司已经对传感器融合滤波设置进行了校准测试，能够符合不同的应用要求，也可以根据用户的特殊要求进行专门设置。按照应用要求正确设置可确保较高的设备性能，而且为用户节省了调试时间，同时避免了调试不准确的情况。

灵活性强
    MTi可与软硬件设备同步（包括SyncIn和SyncOut，即，同步输入和同步输出）。

 

数据输出

• 3D方向（360度）
• 3D加速度
• 3D转速 
• 3D磁场

MTi OEM 产品特点

• 可提供的360度3D定向信息（姿态和航向）
• 高动态响应与长期稳定性结合（无偏离）
• 可提供3D加速度、3D转弯速度、以及3D地球磁场数据
• 内置全固态微型微机电惯性传感器
• 外形设计小巧简约
• 更新速度快
• 可选用多种数字输出模式
• 可接收及生成同步脉冲信号
• 可对温度、3D偏心率、传感器交叉敏感等数值进行补偿

   Xsens的MTI产品目前有7名家庭成员：

• MTI-10系列是Xsens公司的基本产品线，包括：

          1 MTI-10 IMU：惯性测量单元：输出3D加速度，3D转速和3D地磁磁场，不分析数据来定向
          2 MTI-20 VRU：垂直参考单位：偏航角是未参考的
          3 MTI-30的AHRS：姿态和航向参考系统：完整陀螺增强姿态和航向参考系统，输出无漂移的横滚角、俯仰角和真北

• MTI-100系列是Xsens公司的高端产品系列，包括：

          4 MTI-100 IMU：惯性测量单元：输出3D加速度，3D转速和3D地磁磁场，不分析数据来定向
          5 MTI-200 VRU：垂直参考单位：偏航角是未参考的
          6 MTI-300 AHRS姿态和航向参考系统：完整陀螺增强姿态和航向参考系统，输出无漂移的横滚角、俯仰角和真北
          7 MTI-G-710/700 GPS / INS ：GPS辅助惯性导航系统

     MTI 10系列和MTI 100系列（包括MTI-G-710 GPS / INS）的区别：

• 这两个系列虽然具有相同的软件和硬件接口，也仍然存在几个显著差异。

• 陀螺仪：MTI-10系列采用偏置稳定性为18 /h的工业陀螺仪。MTI-100系列采用了新的振动抑制陀螺仪，运行偏置稳定性为10/h，噪声密度和g灵敏度也有显著降低。后一款产品从而具有更高的抗振动性、磁场畸变环境中更好的方向性，以及整体上更为可靠的方位。
• 传感器融合算法：MTI 10系列的定向计算采用了经过验证的 Xsens卡尔曼滤波器（XKF3i）的传感器融合算法。而MTI-100系列使用Xsens评估引擎（XEE）估计方向和位置，为一款功能强大的工具，超越了传统的卡尔曼滤波的传感器融合算法。 XEE更为灵活，并且能够更好地处理测量离群或畸变项。
• MTI-100系列的校准是更广泛的，充分受益于所有规格的陀螺仪。

  MTI-100系列包括MTI-G-700 GPS / INS，为该系列产品（Xsens MTI-G，于2007年推出）中款GPS / IMU集成产品的继任者。MTi-G-700为GPS辅助定位，所以长久加速无影响。当GPS暂时不可用时，INS会及时填补GPS中断的空缺，并确保获得相比GPS位置和速度更高的完整性。由此产生的位置更新速率zui高可达400 Hz。

 

主要参数

GPS接收机	横滚/俯仰精度
50通道，L1 C/A码	静态（1σ） 0.2°
更新率4Hz	静态（zui大）0.25°
GPS L1 C/A的水平精度CEP 2米	动态（1σ） 0.3°
启动时间冷启动27S	动态（zui大）1°
GPS L1 C /垂直精度CEP 5米	航向精度 1度
跟踪灵敏度 -161dBm	水平位置精度（1σ）1米
	垂直位置精度（1σ）2米
输入电压 4.5-34v	速度精度 0.1米/秒
时钟漂移 10 ppm	陀螺加计
典型功耗675-950mW	陀螺测量范围 450°/s
输出频率 zui高2kHz	零偏稳定性10°/h
启动时间2.5秒。	加速度计范围50m/s2
IP等级IP67	加速度计精度40g
接口RS232／422／UART / USB
工作温度 40~85C

 

应用领域

• 航天领域，汽车，机器人水下设备，利用为MTi-G配套的开发软件，MTi-G可以很容易的集成到其他的系统当中去。
• 具体适用于医疗、运动检测、训练、虚拟现实、生物工程系统、体育、惯性导航系统、人体姿态测量、飞机姿态控制、转速测量、仿真等。
• 利用为MTi-G配套的开发软件，MTi-G可以很容易的集成到其他的系统当中去。

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 【名词解释】  

【IMU惯性测量单元】陀螺和加速度，输出角速度和加速度值；
【VG垂直陀螺】输出的是在IMU基础上进行实践积分后得到的姿态（俯仰和横滚）角度值（角速度单位是°/S，角度单位是°跟速度和位移的区别一样；
【AHRS航姿参考系统】一般加了磁场计（相当于指南针、罗盘），输出航向、姿态角度等值；
【INS惯性导航系统】一个使用加速计和陀螺仪来测量物体的加速度和角速度，并用计算机来连续估算运动物体位置、姿态和速度的辅助导航系统；
【NAV组合导航(松耦合)】GPS辅助输出三维坐标、姿态和航向所有信息；
【GPS/INS组合导航(紧耦合)】GPS和INS深度融合输出三维坐标、姿态和航向所有信息。

 

【荷兰Xsens】

    Xsens是一家有传奇历史的公司。Xsens公司成立于2000年是的3D运动追踪技术和产品创新企业。
    Xsens公司产品为低成本、高度的小型3D运动测量设备。该产品的这些特性支持在小型（无人）车辆的控制、稳定和导航中的应用；此外，产品还应用于诸如惯性全身人体运动捕捉（无摄影机式角色动画、VR训练和模拟、运动和医疗中适用）等全新领域当中。
    Xsens公司研制开发出的小型MEMS惯性传感器（加速计、回转仪）、辅助技术（GPS/GNSS、视觉、气压计、磁场传感器）及具有所有权的“传感器融合”软件算法。该公司的传感器融合技术可在现实和数字之间实现无缝交互，产品应用遍及工业控制与稳定、健康、体育和3D角色动画等等。至今已成功将数以万计的运动传感器和运动捕捉解决方案应用于3D角色动画、康复和运动科学以及机器人和相机稳定装置等领域。
    其客户包括：美国艺电（Electronic Arts）、NBC 环球集团（NBC Universal）、戴勒姆（Daimler）、欧特克（Autodesk）、ABB、西门子（Siemens）以及其它的机构与公司。

 

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