關於姿態和航向參考係統 (AHRS) 您需要了解的一切

文章出處：新聞資訊責任編輯：开云体育网页登录發表時間：2024-11-05 18:52:57

您是否曾經質疑過自動化無人機（如我們(men) 都聽說過的傳(chuan) 言中的亞(ya) 馬遜無人機）如何決(jue) 定飛向何處、飛行多快，甚至它們(men) 在合法空域內(nei) 的實際位置？如果您回答“GPS”，那麽(me) 您的正確率約為(wei) 30%……您正在尋找的答案稱為(wei) 姿態和航向參考係統，簡稱 AHRS。

AHRS 與(yu) 通知飛行員何時飛得更高、何時下降，甚至稍微移動飛機尾部以避免不利條件的技術相同。在 AHRS 的想法被提出之前，飛機會(hui) 使用機械陀螺儀(yi) ，但結果卻偏離了目標。當您在 30,000 英尺或更高的高度飛行時，模糊性是您最大的敵人。

該姿態和航向參考係統由一個(ge) 三軸慣性測量單元組成，該單元連接到一個(ge) 虛擬三軸傳(chuan) 感器和一個(ge) 三軸磁傳(chuan) 感器，用於(yu) 測量物體(ti) 在飛行時的俯仰、航向（偏航）和橫滾角。在 3D 空間中移動。作為(wei) 一個(ge) 如此小的係統，AHRS 的概念為(wei) 當今世界上一些最先進的技術提供了動力。

3DM-GX5-AHRS 高性能姿態參考傳(chuan) 感器

AHRS的基本設計

AHRS 是三個(ge) 獨立設備的組合，即磁力計/磁通閥、三軸陀螺儀(yi) 和三個(ge) 加速度計。它們(men) 每個(ge) 都有其明確的功能。

• 磁力計或磁通閥用於(yu) 研究磁場的水平分量。

• 陀螺儀(yi) 有助於(yu) 測量設備的線性運動（滾動、偏航和俯仰軸）。

• 加速度計用於(yu) 通過研究飛機的三個(ge) 軸（即縱向軸、橫向軸和垂直軸）來測量飛機的線性運動。

AHRS 的緊湊設計幫助工程師用一個(ge) 單元取代了 6 個(ge) LRU（線路可更換單元）。 AHRS 的緊湊設計大大減少了車輛的重量、占地麵積、功率要求和接線。

除了壓縮設計之外，AHRS 與(yu) 傳(chuan) 統垂直陀螺儀(yi) 相比還有其他一些優(you) 勢。

• 在常規設備中，當飛機的橫滾角超過一定限度（5-10度）時，自動垂直架設將逐步停止。它將開始自由漂移並產(chan) 生垂直誤差。而在 AHRS 中，使用速度阻尼的舒勒調諧垂直安裝環。舒勒調節的速度阻尼垂直安裝環是一種先進的軍(jun) 用級設備係統，不需要任何小的垂直截止角。它可以在其真實的局部垂直方向上保持穩定的連續性。

• 在某些條件下，傳(chuan) 統陀螺儀(yi) 容易出現萬(wan) 向節鎖定。由於(yu) 缺乏加速度和速率反饋項，萬(wan) 向節鎖定是傳(chuan) 統陀螺儀(yi) 最著名的問題。而在 AHRS 中，則不存在這樣的煩惱，因為(wei) 它測量地基飛機的機身軸並將數據提供給單獨坐標參考係中的自動飛行控製係統。

AHRS 盒的基本組件

AHRS 的主要組成部分是 AHRU（姿態航向參考單元）。 AHRU 是一個(ge) 盒子，其中包含必要的速率陀螺儀(yi) 、加速度計、電源和其他用於(yu) 測量加速力、變化率、飛機姿態和磁航向的工具。

AHRU 有兩(liang) 種類型，即模擬型和數字型。兩(liang) 者都根據其要求被用於(yu) 不同的行業(ye) 。

為(wei) 了提高 AHRS 的效率，有時將其與(yu) 空氣數據傳(chuan) 感器結合使用，以改善重量、布線和空間要求。

AHRS 和 IMU 有什麽(me) 區別？ IMU（慣性測量單元和 AHRS 之間的主要區別在於(yu) ，AHRS 包括專(zhuan) 門設計用於(yu) 跟蹤姿態和航向信息的機載處理係統。AHRS 具有卓越的構建質量，消除了 IMU 所依賴的中間商AHRS 擁有專(zhuan) 門的機載姿態和航向數據係統，而 IMU 隻是將傳(chuan) 感器數據傳(chuan) 送到計算姿態和航向的附加設備。

3DM-GX5-AHRS 傳(chuan) 感器應用於(yu) 無人車測試