IMU

Имитационная модель IMU

Библиотека:
Панель инструментов для слияния и отслеживания сенсоров/мультисенсорное позиционирование/модели сенсоров
Панель инструментов навигации/мультисенсорные модели позиционирования/сенсоры

Описание

Блок IMU Simulink ® моделирует получение данных от инерциального измерительного блока (IMU), состоящего из акселерометра, гироскопа и датчиков магнитометра.

Порты

Вход

развернуть все

`Linear Acceleration` - Ускорение IMU в локальной навигационной системе координат (^м/с2)
N-by-3 матрица вещественного скаляра

Ускорение IMU в локальной навигационной системе координат, задаваемое как N-by-3 матрица действительных скаляров в метрах в секунду в квадрате. N - количество выборок в текущем кадре.

Типы данных: single | double

`Angular Velocity` - Угловая скорость IMU в локальной навигационной системе координат (рад/с)
N-by-3 матрица вещественного скаляра

Угловая скорость корпуса IMU датчика в локальной навигационной системе координат, заданная в виде N-by-3 матрицы скаляров в радианах в секунду. N - количество выборок в текущем кадре.

Типы данных: single | double

`Orientation` - Ориентация IMU в локальной навигационной системе координат
N-by-4 массив вещественных скаляров | 3-by-3-by-N-element матрица вращения

Ориентация корпуса датчика IMU относительно локальной навигационной системы координат, заданной как N-by-4 массив реальных скаляров или матрица вращения 3-by-3-by-N. Предполагается, что каждая строка массива N-by-4 является четырьмя элементами quaternion. N - количество выборок в текущем кадре.

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

`Accel` - Измерение акселерометра IMU в системе координат корпуса датчика (^м/с2)
N-by-3 матрица вещественного скаляра

Измерение акселерометра IMU в системе координат тела датчика, возвращаемое в виде N-by-3 матрицы вещественных скаляров в метрах в секунду в квадрате. N - количество выборок в текущем кадре.

Типы данных: single | double

`Gyro` - Гироскоп измерения IMU в системе координат корпуса датчика (рад/с)
N-by-3 матрица вещественного скаляра

Гироскопическое измерение IMU в системе координат тела датчика, возвращаемое в виде N-by-3 матрицы вещественных скаляров в радианах в секунду. N - количество выборок в текущем кадре.

Типы данных: single | double

`Mag` - Магнитометрическое измерение IMU в системе координат корпуса датчика (мкТ)
N-by-3 матрица вещественного скаляра

Магнитометрическое измерение IMU в системе координат корпуса датчика, возвращаемое в виде N-by-3 матрицы действительных скаляров в микротесле. N - количество выборок в текущем кадре.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Параметры

`Reference frame` - Навигационная опорная система
`NED` (по умолчанию) | `ENU`

Опорная навигационная система, указанная как NED (Север-Восток-вниз) или ENU (Восток-Север-Вверх).

`Temperature (^oC)` - Рабочая температура IMU (^oC)
`25` (по умолчанию) | вещественный скаляр

Рабочая температура IMU в градусах Цельсия, заданная как действительный скаляр.

Когда блок вычисляет коэффициенты температурной шкалы и шумы дрейфа окружающей среды, в качестве номинальной температуры используется 25 ^oC.

Типы данных: single | double

`Magnetic field (NED)` - Вектор магнитного поля, выраженный в навигационном кадре NED (мкТ)
`[27.5550, -2.4169, -16.0849]` (по умолчанию) | вектор 1 на 3 скаляра

Вектор магнитного поля, выраженный в навигационном кадре NED, определяемый как вектор скаляров 1 на 3.

Магнитное поле по умолчанию соответствует магнитному полю на нулевой широте, нулевой долготе и нулевой высоте.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Reference frame значение NED.

Типы данных: single | double

`MagneticField (ENU)` - Вектор магнитного поля, выраженный в навигационном кадре ЕСН (мкТ)
`[-2.4169, 27.5550, 16.0849]` (по умолчанию) | вектор 1 на 3 скаляра

Вектор магнитного поля, выраженный в навигационном кадре ЕСН, определяемый как вектор скаляров 1 на 3.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Reference frame значение ENU.

Типы данных: single | double

`Seed` - Начальное начальное значение для рандомизации
`67` (по умолчанию) | неотрицательное целое число

Начальное начальное число алгоритма генератора случайных чисел, определяемое как неотрицательное целое число.

Типы данных: single | double

`Simulate using` - Тип выполняемого моделирования
`Interpreted Execution` (по умолчанию) | `Code Generation`

Interpreted execution - Моделирование модели с помощью интерпретатора MATLAB ®. Этот параметр сокращает время запуска. ВInterpreted execution можно отладить исходный код блока.
Code generation - моделирование модели с использованием сгенерированного кода C. При первом запуске моделирования Simulink генерирует код C для блока. Код C используется повторно для последующего моделирования, если модель не изменяется. Для этого параметра требуется дополнительное время запуска.

Акселерометр

`Maximum readings (m/s²)` - Максимальное показания датчика (^м/с2)
`inf` (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

Максимальное значение датчика в ^m/s2, указанное как действительный положительный скаляр.

Типы данных: single | double

`Resolution ((m/s²)/LSB)` - Разрешение измерений датчиков ((^м/с2 )/LSB)
`0` (по умолчанию) | реальный неотрицательный скаляр

Разрешение измерений датчика в (^m/s2 )/LSB, указанное как реальный неотрицательный скаляр.

Типы данных: single | double

`Constant offset bias (m/s²)` - Постоянное смещение датчика (^м/с2)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Постоянное смещение датчика в ^m/s2, заданное как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Axis skew (%)` - Перекос осей датчиков (%)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

Перекос осей сенсора в процентах, заданный как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки со значениями в диапазоне от 0 до 100. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Velocity random walk (m/s²/√Hz)` - Скорость случайной ходьбы (^m/s2/√Hz)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Скорость случайного входа (^m/s2/√Hz), заданная как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Это свойство соответствует спектральной плотности мощности шума датчика. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Bias Instability (m/s²)` - Неустойчивость смещения (^м/с2)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Нестабильность смещения в ^m/s2, заданная как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Acceleration random walk ((m/s²)(√Hz))` - Ускорение случайной ходьбы ((^м/с2) (√Hz))
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Ускорение случайного хода датчика в (^m/s2) (√Hz), определяемое как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Bias from temperature ((m/s²)/℃)` - Смещение датчика от температуры ((^м/с2 )/ ℃)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Смещение датчика от температуры в (^m/s2 )/ ℃, определяемое как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Temperature scale factor (%/℃)` - Погрешность масштабного коэффициента от температуры (%/ ℃)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

Ошибка масштабного коэффициента от температуры в %/ ℃, заданная как действительный скалярный или вещественный 3-элементный вектор строки со значениями от 0 до 100. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

Гироскоп

`Maximum readings (rad/s)` - Максимальное показания датчика (рад/с)
`inf` (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

Максимальное значение датчика в рад/с, указанное как действительный положительный скаляр.

Типы данных: single | double

`Resolution ((rad/s)/LSB)` - Разрешение измерений датчиков ((рад/с )/LSB)
`0` (по умолчанию) | реальный неотрицательный скаляр

Разрешение измерений датчика в (рад/с )/LSB, указанное как реальный неотрицательный скаляр.

Типы данных: single | double

`Constant offset bias (rad/s)` - Постоянное смещение датчика (рад/с)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Постоянное смещение датчика в рад/с, заданное как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Axis skew (%)` - Перекос осей датчиков (%)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

Типы данных: single | double

`Bias from acceleration ((rad/s)/(m/s²)` - Смещение датчика от линейного ускорения (рад/с )/( м/с2)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Смещение датчика от линейного ускорения в (рад/с )/( ^м/с2), определяемое как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Angle random walk ((rad/s)/(√Hz))` - Ускорение случайной ходьбы ((рад/с )/( √Hz))
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Ускорение случайного обхода датчика в (рад/с )/( √Hz), определяемое как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Bias Instability (rad/s)` - Неустойчивость смещения (рад/с)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Нестабильность смещения смещения в рад/с, заданная как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Rate random walk ((rad/s)(√Hz))` - Интегрированный белый шум датчика ((rad/s) (√Hz))
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Интегрированный белый шум датчика в (рад/с) (√Hz), заданный как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Bias from temperature ((rad/s)/℃)` - Смещение датчика от температуры ((рад/с )/ ℃)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Смещение датчика от температуры в (рад/с )/ ℃, определяемое как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Temperature scale factor (%/℃)` - Погрешность масштабного коэффициента от температуры (%/ ℃)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

Типы данных: single | double

Магнитометр

`Maximum readings (μT)` - Максимальное показания датчика (мкТ)
`inf` (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

Максимальное значение датчика в мкТ, указанное как действительный положительный скаляр.

Типы данных: single | double

`Resolution ((μT)/LSB)` - Разрешение измерений датчиков ((мкТ )/LSB)
`0` (по умолчанию) | реальный неотрицательный скаляр

Разрешение измерений датчика в (мкТ )/LSB, указанное как действительный неотрицательный скаляр.

Типы данных: single | double

`Constant offset bias (μT)` - Постоянное смещение датчика (мкТ)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Смещение постоянного датчика в мкТ, заданное как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Axis skew (%)` - Перекос осей датчиков (%)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

Типы данных: single | double

`White noise PSD (μT/√Hz)` - Спектральная плотность мощности шума датчика (μT/√Hz)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Спектральная плотность мощности шума датчика в μT/√Hz, заданная как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Bias Instability (μT)` - Неустойчивость смещения (мкТ)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Нестабильность смещения в мкТ, заданная как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Random walk ((μT)√Hz)` - Встроенный белый шум датчика ((мкТ) √Hz)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Интегрированный белый шум датчика в (мкТ) * √Hz, заданный как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Bias from temperature (μT/℃)` - Смещение датчика от температуры (μT/℃)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Смещение датчика от температуры в μT/℃, определяемое как действительный скалярный или 3-элементный вектор строки. Любой скалярный ввод преобразуется в действительный 3-элементный вектор строки, где каждый элемент имеет входное скалярное значение.

Типы данных: single | double

`Temperature scale factor (%/℃)` - Погрешность масштабного коэффициента от температуры (%/ ℃)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

Типы данных: single | double

Примеры модели

Слияние датчиков IMU с Simulink

Генерируйте и плавите данные датчика IMU с помощью Simulink ®. Можно точно моделировать поведение акселерометра, гироскопа и магнитометра и сплавлять их выходы для вычисления ориентации.

Алгоритмы

развернуть все

Акселерометр

Модель акселерометра использует входы ориентации и ускорения «земля-истина» и imuSensor и accelparams свойства для моделирования показаний акселерометра.

Получить общее ускорение

Для получения полного ускорения (totalAcc) ускорение предварительно обрабатывается отрицанием и добавлением вектора постоянной гравитации (g = [0; 0; 9,8] ^м/с2) в виде:

$totalAcc = -$ ускорение + g

Преобразовать в кадр датчика

Затем преобразуют суммарное ускорение из локального навигационного кадра в кадр датчика, используя:

$a = ({ориентация) (}^{}$ totalAcc) T

Если ориентация вводится в форме кватерниона, она преобразуется в матрицу вращения перед обработкой.

Массовая модель

Ускорение «земля-истина» в кадре датчика, а, проходит через объемную модель, что добавляет несовпадение осей и смещение:

$b {= \begin{matrix} ( & \frac{[_{}}{} & \frac{_{}}{} \\ \frac{_{}}{} & \frac{_{}}{} \\ \frac{_{}}{} & \frac{_{}}{} \end{matrix} 1α2100α3100α11001α3100α1100α21001]^{} (}^{aT})) T +$ ConstantBias

где ConstantBias является свойством accelparams, а α1, α2 и α3 даны первым, вторым и третьим элементами свойства Misalignment accelparams.

Смещение неустойчивости смещения

Дрейф нестабильности смещения моделируется как смещенный белый шум и затем фильтруется:

$_{β1} =_{} h1 * (w) ($ Нестабильность)

где BiasНеустойчивость является свойством accelparams, и h1 является фильтром, определенным свойством SampleRate:

$_{H1} (z) \frac{}{= \frac{}{11}^{-}}$ 12z − 1

Дрейф белого шума

Дрейф белого шума моделируется умножением элементов случайного потока белого шума на стандартное отклонение:

$_{β2} = (w \sqrt{\frac{) (}{}} SampleRate2) ($ Плотность)

где SampleRate является imuSensor свойство, и NoaseDensity является accelparams собственность. Элементы w - случайные числа, задаваемые настройками imuSensor случайный поток.

Случайный дрейф обхода

Дрейф случайного хождения моделируется смещающими элементами случайного потока белого шума и затем фильтруется:

$_{β3} =_{} h2 * \frac{(w) (}{\sqrt{\frac{}{}}}$ RandomWalkSampleRate2)

где RandomWalk является свойством accelparams, SampleRate является свойством imuSensor, и h2 является фильтром, определяемым как:

$_{H2} (z) \frac{}{=^{11}}$ − z − 1

Шум дрейфа окружающей среды

Шум дрейфа окружающей среды моделируется путем умножения разности температур из стандарта с температурным смещением:

$_{Δe} = (Температура - 25) ($ Температура Смещение)

где Температура является свойством imuSensor, и TemperateBias является свойством accelparams. Постоянная 25 соответствует стандартной температуре.

Модель ошибки масштабного коэффициента

Погрешность температурного коэффициента моделируется следующим образом:

$scityFactorError = 1 \frac{+ (}{температура −} 25100) ($ температурный коэффициент)

где Температура является свойством imuSensor, а TemperateScityFactor является свойством accelparams. Постоянная 25 соответствует стандартной температуре.

Модель квантования

Квантование моделируется посредством первого насыщения модели непрерывного сигнала:

$e = {\begin{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} \end{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} \begin{matrix} \end{matrix} \begin{matrix} MeasurementRange−MeasurementRangedififelsed > \\ MeasurementRange−d > MeasurementRange \end{matrix}$

а затем установите разрешение:

$accelReadings = (Разрешение) (\frac{}{раунд (}$ eResolution))

где MeasureRange является свойством accelparams.

Гироскоп

В модели гироскопа используются входные значения ориентации «земля-истина», ускорения и угловой скорости, а также imuSensor и gyroparams свойства для моделирования показаний акселерометра.

Преобразовать в кадр датчика

Угловая скорость «земля-истина» преобразуется из локального кадра в кадр датчика с использованием ориентации «земля-истина»:

$a = ({ориентация) (}^{}$ angularVelocity) T

Если ориентация вводится в форме кватерниона, она преобразуется в матрицу вращения перед обработкой.

Массовая модель

Угловая скорость «земля-истина» в кадре датчика, а, проходит через объемную модель, что добавляет несовпадение осей и смещение:

$b {= \begin{matrix} ( & \frac{[_{}}{} & \frac{_{}}{} \\ \frac{_{}}{} & \frac{_{}}{} \\ \frac{_{}}{} & \frac{_{}}{} \end{matrix} 1α2100α3100α11001α3100α1100α21001]^{} (}^{aT})) T +$ ConstantBias

где ConstantBias является свойством gyroparams, а α1, α2 и α3 даны первым, вторым и третьим элементами свойства Misalignment gyroparams.

Смещение неустойчивости смещения

Дрейф нестабильности смещения моделируется как смещенный белый шум и затем фильтруется:

$_{β1} =_{} h1 * (w) ($ Нестабильность)

где BiasНеустойчивость является свойством gyroparams h1 - фильтр, определенный свойством SampleRate:

$_{H1} (z) \frac{}{= \frac{}{11}^{-}}$ 12z − 1

Дрейф белого шума

$_{β2} = (w \sqrt{\frac{) (}{}} SampleRate2) ($ Плотность)

где SampleRate является imuSensor свойство, и NoaseDensity является gyroparams собственность. Элементы w являются случайными числами, заданными настройками imuSensor случайный поток.

Случайный дрейф обхода

$_{β3} =_{} h2 * \frac{(w) (}{\sqrt{\frac{}{}}}$ RandomWalkSampleRate2)

где RandomWalk является свойством gyroparams, SampleRate является свойством imuSensor, и h2 является фильтром, определяемым как:

$_{H2} (z) \frac{}{=^{11}}$ − z − 1

Шум дрейфа окружающей среды

$_{Δe} = (Температура - 25) ($ Температура Смещение)

где Температура является свойством imuSensor, и TemperateBias является свойством gyroparams. Постоянная 25 соответствует стандартной температуре.

Модель ошибки масштабного коэффициента

Погрешность температурного коэффициента моделируется следующим образом:

$scityFactorError = 1 \frac{+ (}{температура −} 25100) ($ температурный коэффициент)

где Температура является свойством imuSensor, а TemperateScityFactor является свойством gyroparams. Постоянная 25 соответствует стандартной температуре.

Модель квантования

Квантование моделируется посредством первого насыщения модели непрерывного сигнала:

а затем установите разрешение:

$gyroreReadings = (Разрешение) (\frac{}{раунд (}$ eResolution))

где MeasureRange является свойством gyroparams.

Магнитометр

Модель магнитометра использует входы ориентации и ускорения «земля-истина», а также imuSensor и magparams свойства для моделирования показаний магнитометра.

Преобразовать в кадр датчика

Ускорение «земля-истина» преобразуется из локального кадра в кадр датчика с использованием ориентации «земля-истина»:

$a = ({ориентация) (}^{}$ totalAcc) T

Если ориентация вводится в форме кватерниона, она преобразуется в матрицу вращения перед обработкой.

Массовая модель

$b {= \begin{matrix} ( & \frac{[_{}}{} & \frac{_{}}{} \\ \frac{_{}}{} & \frac{_{}}{} \\ \frac{_{}}{} & \frac{_{}}{} \end{matrix} 1α2100α3100α11001α3100α1100α21001]^{} (}^{aT})) T +$ ConstantBias

где ConstantBias является свойством magparams, а α1, α2 и α3 даны первым, вторым и третьим элементами свойства Misalignment magparams.

Смещение неустойчивости смещения

Дрейф нестабильности смещения моделируется как смещенный белый шум и затем фильтруется:

$_{β1} =_{} h1 * (w) ($ Нестабильность)

где BiasНеустойчивость является свойством magparams h1 - фильтр, определенный свойством SampleRate:

$_{H1} (z) \frac{}{= \frac{}{11}^{-}}$ 12z − 1

Дрейф белого шума

$_{β2} = (w \sqrt{\frac{) (}{}} SampleRate2) ($ Плотность)

где SampleRate является imuSensor свойство, и NoaseDensity является magparams собственность. Элементы w являются случайными числами, заданными настройками imuSensor случайный поток.

Случайный дрейф обхода

$_{β3} =_{} h2 * \frac{(w) (}{\sqrt{\frac{}{}}}$ RandomWalkSampleRate2)

где RandomWalk является свойством magparams, SampleRate является свойством imuSensor, и h2 является фильтром, определяемым как:

$_{H2} (z) \frac{}{=^{11}}$ − z − 1

Шум дрейфа окружающей среды

$_{Δe} = (Температура - 25) ($ Температура Смещение)

где Температура является свойством imuSensor, и TemperateBias является свойством magparams. Постоянная 25 соответствует стандартной температуре.

Модель ошибки масштабного коэффициента

Погрешность температурного коэффициента моделируется следующим образом:

$scityFactorError = 1 \frac{+ (}{температура −} 25100) ($ температурный коэффициент)

где Температура является свойством imuSensor, а TemperateScityFactor является свойством magparams. Постоянная 25 соответствует стандартной температуре.

Модель квантования

Квантование моделируется посредством первого насыщения модели непрерывного сигнала:

а затем установите разрешение:

$magReadings = (Разрешение) (\frac{}{раунд (}$ eResolution))

где MeasureRange является свойством magparams.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Представлен в R2020a

Документация

IMU

Описание

Порты

Вход

Linear Acceleration - Ускорение IMU в локальной навигационной системе координат (м/с2) N-by-3 матрица вещественного скаляра

Angular Velocity - Угловая скорость IMU в локальной навигационной системе координат (рад/с) N-by-3 матрица вещественного скаляра

Orientation - Ориентация IMU в локальной навигационной системе координат N-by-4 массив вещественных скаляров | 3-by-3-by-N-element матрица вращения

Продукция

Accel - Измерение акселерометра IMU в системе координат корпуса датчика (м/с2) N-by-3 матрица вещественного скаляра

Gyro - Гироскоп измерения IMU в системе координат корпуса датчика (рад/с) N-by-3 матрица вещественного скаляра

Mag - Магнитометрическое измерение IMU в системе координат корпуса датчика (мкТ) N-by-3 матрица вещественного скаляра

Параметры

Reference frame - Навигационная опорная система NED (по умолчанию) | ENU

Temperature (oC) - Рабочая температура IMU (oC) 25 (по умолчанию) | вещественный скаляр

Magnetic field (NED) - Вектор магнитного поля, выраженный в навигационном кадре NED (мкТ) [27.5550, -2.4169, -16.0849] (по умолчанию) | вектор 1 на 3 скаляра

Зависимости

MagneticField (ENU) - Вектор магнитного поля, выраженный в навигационном кадре ЕСН (мкТ) [-2.4169, 27.5550, 16.0849] (по умолчанию) | вектор 1 на 3 скаляра

Зависимости

Seed - Начальное начальное значение для рандомизации 67 (по умолчанию) | неотрицательное целое число

Simulate using - Тип выполняемого моделирования Interpreted Execution (по умолчанию) | Code Generation

Maximum readings (m/s2) - Максимальное показания датчика (м/с2) inf (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

Resolution ((m/s2)/LSB) - Разрешение измерений датчиков ((м/с2 )/LSB) 0 (по умолчанию) | реальный неотрицательный скаляр

Constant offset bias (m/s2) - Постоянное смещение датчика (м/с2) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Axis skew (%) - Перекос осей датчиков (%) [0 0 0] (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

Velocity random walk (m/s2/√Hz) - Скорость случайной ходьбы (m/s2/√Hz) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Bias Instability (m/s2) - Неустойчивость смещения (м/с2) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Acceleration random walk ((m/s2)(√Hz)) - Ускорение случайной ходьбы ((м/с2) (√Hz)) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Bias from temperature ((m/s2)/℃) - Смещение датчика от температуры ((м/с2 )/ ℃) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Maximum readings (rad/s) - Максимальное показания датчика (рад/с) inf (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

Resolution ((rad/s)/LSB) - Разрешение измерений датчиков ((рад/с )/LSB) 0 (по умолчанию) | реальный неотрицательный скаляр

Constant offset bias (rad/s) - Постоянное смещение датчика (рад/с) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Axis skew (%) - Перекос осей датчиков (%) [0 0 0] (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

Bias from acceleration ((rad/s)/(m/s2) - Смещение датчика от линейного ускорения (рад/с )/( м/с2) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Angle random walk ((rad/s)/(√Hz)) - Ускорение случайной ходьбы ((рад/с )/( √Hz)) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Bias Instability (rad/s) - Неустойчивость смещения (рад/с) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Rate random walk ((rad/s)(√Hz)) - Интегрированный белый шум датчика ((rad/s) (√Hz)) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Bias from temperature ((rad/s)/℃) - Смещение датчика от температуры ((рад/с )/ ℃) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Maximum readings (μT) - Максимальное показания датчика (мкТ) inf (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

Resolution ((μT)/LSB) - Разрешение измерений датчиков ((мкТ )/LSB) 0 (по умолчанию) | реальный неотрицательный скаляр

Constant offset bias (μT) - Постоянное смещение датчика (мкТ) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Axis skew (%) - Перекос осей датчиков (%) [0 0 0] (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

White noise PSD (μT/√Hz) - Спектральная плотность мощности шума датчика (μT/√Hz) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Bias Instability (μT) - Неустойчивость смещения (мкТ) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Random walk ((μT)*√Hz) - Встроенный белый шум датчика ((мкТ) * √Hz) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Bias from temperature (μT/℃) - Смещение датчика от температуры (μT/℃) [0 0 0] (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Примеры модели

Слияние датчиков IMU с Simulink

Алгоритмы

Акселерометр

Гироскоп

Магнитометр

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Классы

Объекты

Темы

Документация по комплекту инструментов для слияния и отслеживания датчиков

Поддержка

`Linear Acceleration` - Ускорение IMU в локальной навигационной системе координат (^м/с2)
N-by-3 матрица вещественного скаляра

`Angular Velocity` - Угловая скорость IMU в локальной навигационной системе координат (рад/с)
N-by-3 матрица вещественного скаляра

`Orientation` - Ориентация IMU в локальной навигационной системе координат
N-by-4 массив вещественных скаляров | 3-by-3-by-N-element матрица вращения

`Accel` - Измерение акселерометра IMU в системе координат корпуса датчика (^м/с2)
N-by-3 матрица вещественного скаляра

`Gyro` - Гироскоп измерения IMU в системе координат корпуса датчика (рад/с)
N-by-3 матрица вещественного скаляра

`Mag` - Магнитометрическое измерение IMU в системе координат корпуса датчика (мкТ)
N-by-3 матрица вещественного скаляра

`Reference frame` - Навигационная опорная система
`NED` (по умолчанию) | `ENU`

`Temperature (^oC)` - Рабочая температура IMU (^oC)
`25` (по умолчанию) | вещественный скаляр

`Magnetic field (NED)` - Вектор магнитного поля, выраженный в навигационном кадре NED (мкТ)
`[27.5550, -2.4169, -16.0849]` (по умолчанию) | вектор 1 на 3 скаляра

`MagneticField (ENU)` - Вектор магнитного поля, выраженный в навигационном кадре ЕСН (мкТ)
`[-2.4169, 27.5550, 16.0849]` (по умолчанию) | вектор 1 на 3 скаляра

`Seed` - Начальное начальное значение для рандомизации
`67` (по умолчанию) | неотрицательное целое число

`Simulate using` - Тип выполняемого моделирования
`Interpreted Execution` (по умолчанию) | `Code Generation`

`Maximum readings (m/s²)` - Максимальное показания датчика (^м/с2)
`inf` (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

`Resolution ((m/s²)/LSB)` - Разрешение измерений датчиков ((^м/с2 )/LSB)
`0` (по умолчанию) | реальный неотрицательный скаляр

`Constant offset bias (m/s²)` - Постоянное смещение датчика (^м/с2)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Axis skew (%)` - Перекос осей датчиков (%)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

`Velocity random walk (m/s²/√Hz)` - Скорость случайной ходьбы (^m/s2/√Hz)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Bias Instability (m/s²)` - Неустойчивость смещения (^м/с2)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Acceleration random walk ((m/s²)(√Hz))` - Ускорение случайной ходьбы ((^м/с2) (√Hz))
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Bias from temperature ((m/s²)/℃)` - Смещение датчика от температуры ((^м/с2 )/ ℃)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Maximum readings (rad/s)` - Максимальное показания датчика (рад/с)
`inf` (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

`Resolution ((rad/s)/LSB)` - Разрешение измерений датчиков ((рад/с )/LSB)
`0` (по умолчанию) | реальный неотрицательный скаляр

`Constant offset bias (rad/s)` - Постоянное смещение датчика (рад/с)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Axis skew (%)` - Перекос осей датчиков (%)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

`Bias from acceleration ((rad/s)/(m/s²)` - Смещение датчика от линейного ускорения (рад/с )/( м/с2)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Angle random walk ((rad/s)/(√Hz))` - Ускорение случайной ходьбы ((рад/с )/( √Hz))
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Bias Instability (rad/s)` - Неустойчивость смещения (рад/с)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Rate random walk ((rad/s)(√Hz))` - Интегрированный белый шум датчика ((rad/s) (√Hz))
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Bias from temperature ((rad/s)/℃)` - Смещение датчика от температуры ((рад/с )/ ℃)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Maximum readings (μT)` - Максимальное показания датчика (мкТ)
`inf` (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

`Resolution ((μT)/LSB)` - Разрешение измерений датчиков ((мкТ )/LSB)
`0` (по умолчанию) | реальный неотрицательный скаляр

`Constant offset bias (μT)` - Постоянное смещение датчика (мкТ)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Axis skew (%)` - Перекос осей датчиков (%)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | действительный скаляр в диапазоне [0,100] | действительный 3-элементный вектор строки в диапазоне [0,100]

`White noise PSD (μT/√Hz)` - Спектральная плотность мощности шума датчика (μT/√Hz)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Bias Instability (μT)` - Неустойчивость смещения (мкТ)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Random walk ((μT)√Hz)` - Встроенный белый шум датчика ((мкТ) √Hz)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

`Bias from temperature (μT/℃)` - Смещение датчика от температуры (μT/℃)
`[0 0 0]` (по умолчанию) | вещественный скаляр | реальный 3-элементный вектор строки

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™