【MTi-20】荷蘭XSENS慣性VRU測量單元

北京華微中測科技有限公司是一家致力于慣性定向測姿、衛(wèi)星導(dǎo)航定位等高新技術(shù)領(lǐng)域的新產(chǎn)品推廣，銷售和技術(shù)服務(wù)的高科技民營企業(yè)。公司主要經(jīng)營產(chǎn)品有傾角傳感器、數(shù)顯傾角儀、測斜儀、二維羅盤、三維羅盤、MEMS陀螺儀、光纖陀螺儀、加速度計、磁傳感器、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（IMU/AHRS/VG）、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS/GLONASS/GALILEO/北斗）、運動捕捉分析系統(tǒng)。能提供定位、導(dǎo)航、測姿、定向全方位各種應(yīng)用的產(chǎn)品。行業(yè)應(yīng)用：無人機飛控、人體動作捕捉、特種車輛姿態(tài)測量、海上船舶及石油平臺穩(wěn)定、人員定位步行導(dǎo)航、工程機械力矩限制器、吊鉤及塔基監(jiān)測、電力桿塔及浮冰監(jiān)測、衛(wèi)星通信天線控制、汽車四輪定位測量、汽車后視鏡、太陽能跟蹤、橋梁大壩監(jiān)測、機器人控制、石油測井測斜、生物醫(yī)學(xué)，科研院校，IT電子等各類自動化控制領(lǐng)域。

運動載體姿態(tài)測量Xsens MTI-300/30姿態(tài)和航向參考系統(tǒng)

     MTI-300/30 AHRS姿態(tài)和航向參考系統(tǒng)是一款微型3自由度飛行姿態(tài)及航向參考系統(tǒng)，具有體積小、重量輕的特點。該產(chǎn)品包含3D加速計、陀螺儀、磁強計以及慣性測量裝置。該產(chǎn)品的內(nèi)置低功耗信號處理器可提供實時無位移3D方向、校準(zhǔn)3D加速度、3D轉(zhuǎn)彎速度以及3D地球磁場數(shù)據(jù)。

超高性能
    MTi采用陀螺儀、加速計和磁強計來確定方向。Xsens的傳感器融合算法可應(yīng)對暫時磁干擾和短期加速，從而可以計算出實時方向數(shù)據(jù)。此外，MTi軟件開發(fā)工具包還含有磁場映射程序，可以糾正硬/軟鐵影響。

專用設(shè)置
    MTi的用途十分廣泛，內(nèi)嵌傳感器融合濾波算法適應(yīng)性強，適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，并可確保較。公司已經(jīng)對傳感器融合濾波設(shè)置進行了校準(zhǔn)測試，能夠符合不同的應(yīng)用要求，也可以根據(jù)用戶的特殊要求進行專門設(shè)置。按照應(yīng)用要求正確設(shè)置可確保較高的設(shè)備性能，而且為用戶節(jié)省了調(diào)試時間，同時避免了調(diào)試不準(zhǔn)確的情況。

靈活性強
    MTi可與軟硬件設(shè)備同步（包括SyncIn和SyncOut，即，同步輸入和同步輸出）。

 

數(shù)據(jù)輸出

• 3D方向（360度）
• 3D加速度
• 3D轉(zhuǎn)速 
• 3D磁場

MTi OEM 產(chǎn)品特點

• 可提供的360度3D定向信息（姿態(tài)和航向）
• 高動態(tài)響應(yīng)與長期穩(wěn)定性結(jié)合（無偏離）
• 可提供3D加速度、3D轉(zhuǎn)彎速度、以及3D地球磁場數(shù)據(jù)
• 內(nèi)置全固態(tài)微型微機電慣性傳感器
• 外形設(shè)計小巧簡約
• 更新速度快
• 可選用多種數(shù)字輸出模式
• 可接收及生成同步脈沖信號
• 可對溫度、3D偏心率、傳感器交叉敏感等數(shù)值進行補償

   Xsens的MTI產(chǎn)品目前有7名家庭成員：

• MTI-10系列是Xsens公司的基本產(chǎn)品線，包括：

          1 MTI-10 IMU：慣性測量單元：輸出3D加速度，3D轉(zhuǎn)速和3D地磁磁場，不分析數(shù)據(jù)來定向
          2 MTI-20 VRU：垂直參考單位：偏航角是未參考的
          3 MTI-30的AHRS：姿態(tài)和航向參考系統(tǒng)：完整陀螺增強姿態(tài)和航向參考系統(tǒng)，輸出無漂移的橫滾角、俯仰角和真北

• MTI-100系列是Xsens公司的高端產(chǎn)品系列，包括：

          4 MTI-100 IMU：慣性測量單元：輸出3D加速度，3D轉(zhuǎn)速和3D地磁磁場，不分析數(shù)據(jù)來定向
          5 MTI-200 VRU：垂直參考單位：偏航角是未參考的
          6 MTI-300 AHRS姿態(tài)和航向參考系統(tǒng)：完整陀螺增強姿態(tài)和航向參考系統(tǒng)，輸出無漂移的橫滾角、俯仰角和真北
          7 MTI-G-710/700 GPS / INS ：GPS輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

     MTI 10系列和MTI 100系列（包括MTI-G-710 GPS / INS）的區(qū)別：

• 這兩個系列雖然具有相同的軟件和硬件接口，也仍然存在幾個顯著差異。

• 陀螺儀：MTI-10系列采用偏置穩(wěn)定性為18 /h的工業(yè)陀螺儀。MTI-100系列采用了新的振動抑制陀螺儀，運行偏置穩(wěn)定性為10/h，噪聲密度和g靈敏度也有顯著降低。后一款產(chǎn)品從而具有更高的抗振動性、磁場畸變環(huán)境中更好的方向性，以及整體上更為可靠的方位。
• 傳感器融合算法：MTI 10系列的定向計算采用了經(jīng)過驗證的 Xsens卡爾曼濾波器（XKF3i）的傳感器融合算法。而MTI-100系列使用Xsens評估引擎（XEE）估計方向和位置，為一款功能強大的工具，超越了傳統(tǒng)的卡爾曼濾波的傳感器融合算法。 XEE更為靈活，并且能夠更好地處理測量離群或畸變項。
• MTI-100系列的校準(zhǔn)是更廣泛的，充分受益于所有規(guī)格的陀螺儀。

  MTI-100系列包括MTI-G-700 GPS / INS，為該系列產(chǎn)品（Xsens MTI-G，于2007年推出）中款GPS / IMU集成產(chǎn)品的繼任者。MTi-G-700為GPS輔助定位，所以長久加速無影響。當(dāng)GPS暫時不可用時，INS會及時填補GPS中斷的空缺，并確保獲得相比GPS位置和速度更高的完整性。由此產(chǎn)生的位置更新速率zui高可達400 Hz。

 

主要參數(shù)

GPS接收機	橫滾/俯仰精度
50通道，L1 C/A碼	靜態(tài)（1σ） 0.2°
更新率4Hz	靜態(tài)（zui大）0.25°
GPS L1 C/A的水平精度CEP 2米	動態(tài)（1σ） 0.3°
啟動時間冷啟動27S	動態(tài)（zui大）1°
GPS L1 C /垂直精度CEP 5米	航向精度 1度
跟蹤靈敏度 -161dBm	水平位置精度（1σ）1米
	垂直位置精度（1σ）2米
輸入電壓 4.5-34v	速度精度 0.1米/秒
時鐘漂移 10 ppm	陀螺加計
典型功耗675-950mW	陀螺測量范圍 450°/s
輸出頻率 zui高2kHz	零偏穩(wěn)定性10°/h
啟動時間2.5秒。	加速度計范圍50m/s2
IP等級IP67	加速度計精度40g
接口RS232／422／UART / USB
工作溫度 40~85C

 

應(yīng)用領(lǐng)域

• 航天領(lǐng)域，汽車，機器人水下設(shè)備，利用為MTi-G配套的開發(fā)軟件，MTi-G可以很容易的集成到其他的系統(tǒng)當(dāng)中去。
• 具體適用于醫(yī)療、運動檢測、訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實、生物工程系統(tǒng)、體育、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、人體姿態(tài)測量、飛機姿態(tài)控制、轉(zhuǎn)速測量、仿真等。
• 利用為MTi-G配套的開發(fā)軟件，MTi-G可以很容易的集成到其他的系統(tǒng)當(dāng)中去。

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 【名詞解釋】  

【IMU慣性測量單元】陀螺和加速度，輸出角速度和加速度值；
【VG垂直陀螺】輸出的是在IMU基礎(chǔ)上進行實踐積分后得到的姿態(tài)（俯仰和橫滾）角度值（角速度單位是°/S，角度單位是°跟速度和位移的區(qū)別一樣；
【AHRS航姿參考系統(tǒng)】一般加了磁場計（相當(dāng)于指南針、羅盤），輸出航向、姿態(tài)角度等值；
【INS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)】一個使用加速計和陀螺儀來測量物體的加速度和角速度，并用計算機來連續(xù)估算運動物體位置、姿態(tài)和速度的輔助導(dǎo)航系統(tǒng)；
【NAV組合導(dǎo)航(松耦合)】GPS輔助輸出三維坐標(biāo)、姿態(tài)和航向所有信息；
【GPS/INS組合導(dǎo)航(緊耦合)】GPS和INS深度融合輸出三維坐標(biāo)、姿態(tài)和航向所有信息。

 

【荷蘭Xsens】

    Xsens是一家有傳奇歷史的公司。Xsens公司成立于2000年是的3D運動追蹤技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新企業(yè)。
    Xsens公司產(chǎn)品為低成本、高度的小型3D運動測量設(shè)備。該產(chǎn)品的這些特性支持在小型（無人）車輛的控制、穩(wěn)定和導(dǎo)航中的應(yīng)用；此外，產(chǎn)品還應(yīng)用于諸如慣性全身人體運動捕捉（無攝影機式角色動畫、VR訓(xùn)練和模擬、運動和醫(yī)療中適用）等全新領(lǐng)域當(dāng)中。
    Xsens公司研制開發(fā)出的小型MEMS慣性傳感器（加速計、回轉(zhuǎn)儀）、輔助技術(shù)（GPS/GNSS、視覺、氣壓計、磁場傳感器）及具有所有權(quán)的“傳感器融合”軟件算法。該公司的傳感器融合技術(shù)可在現(xiàn)實和數(shù)字之間實現(xiàn)無縫交互，產(chǎn)品應(yīng)用遍及工業(yè)控制與穩(wěn)定、健康、體育和3D角色動畫等等。至今已成功將數(shù)以萬計的運動傳感器和運動捕捉解決方案應(yīng)用于3D角色動畫、康復(fù)和運動科學(xué)以及機器人和相機穩(wěn)定裝置等領(lǐng)域。
    其客戶包括：美國藝電（Electronic Arts）、NBC 環(huán)球集團（NBC Universal）、戴勒姆（Daimler）、歐特克（Autodesk）、ABB、西門子（Siemens）以及其它的機構(gòu)與公司。

 

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