2025-11-13
การนำทางเฉื่อยเป็นเทคโนโลยีการนำทางและการระบุตำแหน่งพื้นฐานที่อิงตามกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน. มันกำหนดตำแหน่ง ความเร็ว และทัศนคติของวัตถุที่เคลื่อนที่โดยการวัดความเร่งและความเร็วเชิงมุมโดยไม่ต้องพึ่งพาสัญญาณอ้างอิงภายนอกใดๆ
ความสัมพันธ์พื้นฐานแสดงเป็น:
โดยที่:
a = เวกเตอร์ความเร่ง
v = เวกเตอร์ความเร็ว
r = เวกเตอร์ตำแหน่ง
t = เวลา
ผ่านการรวมข้อมูลความเร่งและความเร็วเชิงมุมอย่างต่อเนื่องระบบนำทางเฉื่อย (INS)สามารถคำนวณข้อมูลการเคลื่อนที่แบบเรียลไทม์ เช่น การกระจัด ความเร็ว และการวางแนว
ในสถานการณ์การนำทางแบบหนึ่งมิติอย่างง่ายต้องใช้มาตรวัดความเร่งเพียงตัวเดียวมันวัดความเร่งเชิงเส้นตามแกนเดียว (เช่น ทิศทางการเคลื่อนที่ของรถไฟ)
หลักการสำคัญ:
โดยการรวมความเร่งหนึ่งครั้ง คุณจะได้
ความเร็ว; โดยการรวมความเร็วอีกครั้ง คุณจะได้ตำแหน่ง.การนำทางแบบ 2 มิติ (สองมิติ)
ใช้มาตรวัดความเร่งสองตัว
เพื่อวัดความเร่งด้านข้างและที่ใช้ใน:.เพิ่ม
ไจโรสโคปเพื่อวัดมุมทิศทางแบบเรียลไทม์(การวางแนว)ข้อมูลความเร่งถูกฉายไปยังแกน X และ Y และรวมเข้าด้วยกันเพื่อคำนวณ
ความเร็วและตำแหน่งในพื้นที่ 2 มิติแอปพลิเคชัน:
ยานพาหนะภาคพื้นดิน ระบบรางหุ่นยนต์ เรือเดินสมุทร และระบบนำทางอื่นๆ ที่ต้องการการติดตามตำแหน่งในระนาบแบน
การนำทาง 3 มิติ (สามมิติ)
มาตรวัดความเร่งสามตัว
วัดความเร่งตามแกน X (ด้านข้าง), แกน Y (ตามยาว), และแกน Z (แนวตั้ง).ไจโรสโคปสามตัว
วัดการเคลื่อนที่เชิงมุมรอบแต่ละแกนเหล่านี้การรวมเซ็นเซอร์ทั้งหกนี้ช่วยให้ระบบสามารถคำนวณ
ข้อมูลการเคลื่อนที่และทัศนคติแบบ 3 มิติที่สมบูรณ์ รวมถึงมุมม้วน มุมเงย และมุมเบนส่วนประกอบหลัก:มาตรวัดความเร่ง (วัดความเร่งเชิงเส้น)
ไจโรสโคป (วัดความเร็วเชิงมุม)
โครงยึดพร้อมมอเตอร์ม้วน มุมเงย และมอเตอร์ทิศทาง
การกำหนดค่านี้เป็นพื้นฐานของ
หน่วยวัดความเฉื่อย (IMUs)
และระบบนำทางเฉื่อย (INS)ที่ใช้ใน:การบินและอวกาศยานยนต์ไร้คนขับ
เรือและการนำทางใต้น้ำ
โดรน (UAVs)
การป้องกันประเทศและการนำวิถีขีปนาวุธ
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมและระบบทำแผนที่
