Документация

Инерционный модуль измерения

IMU является электронным устройством, смонтированным на платформе. IMU состоит из отдельных датчиков, которые сообщают различную информацию о движении платформы. IMUs комбинируют несколько датчиков, которые могут включать акселерометры, гироскопы и магнитометры.

С этим тулбоксом измерения, возвращенные в модель IMU, используют следующий модуль и координируют соглашения.

Обычно, данные, возвращенные IMUs, сплавлены вместе и интерпретированы как список, подача и отклонение от курса платформы. Реальные датчики IMU могут иметь различные оси для каждого из отдельных датчиков. Модели, предоставленные Sensor Fusion and Tracking Toolbox, принимают, что отдельные оси датчика выравниваются.

Чтобы создать модель датчика IMU, используйте Систему imuSensor object™.

IMU = imuSensor

IMU = 

  imuSensor with properties:

          IMUType: 'accel-gyro'
       SampleRate: 100
      Temperature: 25
    Accelerometer: [1×1 accelparams]
        Gyroscope: [1×1 gyroparams]
     RandomStream: 'Global stream'

Модель IMU по умолчанию содержит идеальный акселерометр и идеальный гироскоп. accelparams и объекты gyroparams задают настройка гироскопа и акселерометр. Можно установить свойства этих объектов подражать определенному оборудованию и средам. Для получения дополнительной информации об объектах параметра IMU смотрите accelparams, gyroparams и magparams.

К модели, получающей данные о датчике IMU, вызовите модель IMU с ускорением наземной истины и угловой скоростью платформы:

trueAcceleration = [1 0 0];
trueAngularVelocity = [1 0 0];
[accelerometerReadings,gyroscopeReadings] = IMU(trueAcceleration,trueAngularVelocity)

accelerometerReadings =

   -1.0000         0    9.8100


gyroscopeReadings =

     1     0     0

Можно сгенерировать траектории наземной истины, которые вы вводите к модели IMU с помощью kinematicTrajectory и waypointTrajectory.

Система глобального позиционирования

Система глобального позиционирования (GPS) обеспечивает 3-D информацию о положении для платформ (получатели) на поверхности Земли.

GPS состоит из совокупности спутников, которые постоянно вращаются вокруг земли. Спутники поддерживают настройку, таким образом, что платформа всегда в рамках представления по крайней мере четырех спутников. Путем измерения времени полета сигналов от спутников до платформы положение платформы может быть trilaterated. Спутники добавляют метку времени к широковещательному сигналу, который сравнивается с часами платформы на получение. Три спутника требуются, чтобы trilaterate положение в трех измерениях. Четвертый спутник требуется, чтобы исправлять для ошибок тактовой синхронизации между платформой и спутниками.

Симуляция GPS, обеспеченная моделями Sensor Fusion and Tracking Toolbox платформа (получатель) данные, которые были уже обработаны и интерпретированы как высота, широта, долгота, скорость, groundspeed, и курс.

Измерения, возвращенные в модель GPS, используют следующий модуль и координируют соглашения.

Модель GPS позволяет вам установить высокоуровневую точность и шумовые параметры, а также частоту обновления получателя и ссылочное местоположение.

Чтобы создать модель GPS, используйте Системный объект gpsSensor.

GPS = gpsSensor

GPS = 

  gpsSensor with properties:

                    UpdateRate: 1                  Hz         
             ReferenceLocation: [0 0 0]            [deg deg m]
    HorizontalPositionAccuracy: 1.6                m          
      VerticalPositionAccuracy: 3                  m          
              VelocityAccuracy: 0.1                m/s        
                  RandomStream: 'Global stream'               
                   DecayFactor: 0.999    

К модели, получающей данные о датчике GPS, вызовите модель GPS с положением наземной истины и скоростью платформы:

truePosition = [1 0 0];
trueVelocity = [1 0 0];
[LLA,velocity,groundspeed,course] = GPS(truePosition,trueVelocity)

LLA =

    0.0000    0.0000    0.3031


velocity =

    1.0919   -0.0008   -0.1308


groundspeed =

    1.0919


course =

  359.9566 

Можно сгенерировать траектории наземной истины, которые вы вводите к модели GPS с помощью kinematicTrajectory и waypointTrajectory.

Инерционная система навигации и система глобального позиционирования

Инерционная система навигации (INS) использует инерционные датчики как найденные на IMU: акселерометры, гироскопы и магнитометры. INS плавит инерционные данные о датчике, чтобы вычислить положение, ориентацию и скорость платформы. INS/GPS использует данные о GPS, чтобы исправить INS. Как правило, INS и показания GPS сплавлены с расширенным Фильтром Калмана, где показания INS используются на шаге прогноза, и показания GPS используются на шаге обновления. Общее использование для INS/GPS является точным расчетом траектории, когда сигнал GPS ненадежен.

"INS/GPS" относится к целой системе, включая фильтрацию. Симуляция INS/GPS, обеспеченная моделями Sensor Fusion and Tracking Toolbox INS/GPS и, возвращает положение, скорость и ориентацию, о которой сообщают инерционные датчики и GPS-приемник на основе движения наземной истины.

Измерения, возвращенные в INS/GPS, используют следующий модуль и координируют соглашения.

Чтобы создать модель INS/GPS, используйте Системный объект insSensor. Можно смоделировать реальную систему INS/GPS путем настройки точности сплавленных данных: прокрутитесь, сделайте подачу, отклоняйтесь от курса, расположите, и скорость.

INS = insSensor

INS = 

  insSensor with properties:

        RollAccuracy: 0.2                deg
       PitchAccuracy: 0.2                deg
         YawAccuracy: 1                  deg
    PositionAccuracy: 1                  m  
    VelocityAccuracy: 0.05               m/s
        RandomStream: 'Global stream'     

К модели, получающей данные о датчике INS/GPS, вызовите модель INS/GPS с положением наземной истины и скоростью и ориентацией платформы:

trueMotion = struct( ...
        'Position',[0 0 0], ...
        'Velocity',[0 0 0], ...
        'Orientation',quaternion(1,0,0,0));
measurement = INS(trueMotion)

measurement = 

  struct with fields:

    Orientation: [1×1 quaternion]
       Position: [0.2939 -0.7873 0.8884]
       Velocity: [-0.0574 -0.0534 -0.0405]