บทนำ

ระบบนำทางเฉื่อย (INS) เป็นเทคโนโลยีการนำทางอัตโนมัติที่อิงจาก เซ็นเซอร์เฉื่อย เช่น ไจโรสโคป และ มาตรวัดความเร่ง อิงตามกฎนี้ โดยวัดแรงเฉพาะที่กระทำต่อผู้ขนส่งเพื่อคำนวณความเร่ง ซึ่งจะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อหาความเร็วและการกระจัดกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน.คำสำคัญ: การนำทางเฉื่อย, เซ็นเซอร์เฉื่อย, INS, กฎของนิวตัน, การนำทาง UAV, ยานยนต์ไร้คนขับ

1.1 กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน: กฎแห่งความเฉื่อย

"วัตถุที่อยู่นิ่งจะยังคงอยู่นิ่ง และวัตถุที่เคลื่อนที่จะยังคงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ เว้นแต่จะมีแรงภายนอกมากระทำ"

กฎนี้เปิดเผยคุณสมบัติของวัตถุในการรักษาสถานะการเคลื่อนที่—

ความเฉื่อย. INS ใช้หลักการนี้โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงในการเคลื่อนที่ของผู้ขนส่งในอวกาศเฉื่อยเพื่อคำนวณตำแหน่ง, ความเร็ว, และทัศนคติของมันคำสำคัญ: การนำทางเฉื่อย, ความเฉื่อย, เซ็นเซอร์เฉื่อย, INS, การประมาณสถานะการเคลื่อนที่

"ความเร่งของวัตถุแปรผันตรงกับแรงที่กระทำและแปรผกผันกับมวลของมัน กล่าวคือ a = F/m"

ในการนำทางเฉื่อย,

มาตรวัดความเร่ง อิงตามกฎนี้ โดยวัดแรงเฉพาะที่กระทำต่อผู้ขนส่งเพื่อคำนวณความเร่ง ซึ่งจะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อหาความเร็วและการกระจัดคำสำคัญ: มาตรวัดความเร่ง, พลศาสตร์, การวัดแรงเฉพาะ, IMU, สมการการเคลื่อนที่

"สำหรับแรงกิริยาทุกแรง จะมีแรงปฏิกิริยาที่มีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้าม"

กฎนี้แสดงให้เห็นใน INS ในรูปแบบของการเชื่อมต่อทางกลระหว่างเซ็นเซอร์และผู้ขนส่ง ซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมการสั่นสะเทือน, การชดเชยข้อผิดพลาด, และการสร้างแบบจำลองระบบ

คำสำคัญ: การเชื่อมต่อทางกล, การชดเชยข้อผิดพลาด, การสร้างแบบจำลองระบบ, อัลกอริทึมการนำทางเฉื่อย

ความถูกต้องของกฎของนิวตันต้องใช้

กรอบอ้างอิงเฉื่อย. ใน INS, กรอบเฉื่อยศูนย์กลางโลก (ECI) หรือกรอบการนำทาง เช่น NED มักถูกเลือกให้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการคำนวณวิถีของผู้ขนส่งคำสำคัญ: กรอบเฉื่อย, ECI, กรอบการนำทาง, ระบบอ้างอิง, การคำนวณวิถี

INS ทั่วไปประกอบด้วย:

IMU (หน่วยวัดความเฉื่อย)

• : ประกอบด้วยไจโรสโคป 3 แกนและมาตรวัดความเร่ง 3 แกนคอมพิวเตอร์นำทาง
• : รันอัลกอริทึมการนำทางเฉื่อย เช่น ระบบนำทางเฉื่อยแบบ Strapdown (SINS)ตัวกรอง Kalman
• : สำหรับการรวมเซ็นเซอร์หลายตัวและการแก้ไขข้อผิดพลาดเทคโนโลยีการนำทางเฉื่อยเป็นส่วนประกอบหลักของระบบนำทางความแม่นยำสูงสมัยใหม่ ตั้งแต่กฎของนิวตันไปจนถึงกรอบเฉื่อย และจากเซ็นเซอร์ไปจนถึงอัลกอริทึม แต่ละขั้นตอนสะท้อนให้เห็นถึงการบูรณาการอย่างลึกซึ้งของฟิสิกส์และวิศวกรรม ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี

MEMS INS กำลังมีต้นทุนที่ต่ำลง, แม่นยำยิ่งขึ้น, และมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น, ทำให้มีการใช้งานที่กว้างขึ้นในยานยนต์ไร้คนขับ, หุ่นยนต์, และอุปกรณ์สวมใส่แบบอัจฉริยะคำสำคัญ: INS, IMU, SINS, MEMS, ตัวกรอง Kalman, ยานยนต์ไร้คนขับ, การนำทาง UAV, เทคโนโลยีการนำทางเฉื่อย

#การนำทางเฉื่อย #INS #กฎของนิวตัน #กรอบเฉื่อย #IMU #SINS #ยานยนต์ไร้คนขับ #การนำทาง UAV #MEMS #ตัวกรอง Kalman