Документация

Инерционные Модули Измерения

БИНС является электронным устройством, установленным на платформе. БИНС состоит из отдельных датчиков, которые сообщают различную информацию о движении платформы. БИНС объединяют несколько датчиков, которые могут включать акселерометры, гироскопы и магнитометры.

С помощью этого тулбокса измерения, возвращенные из модели IMU, используют следующие модули и соглашения о координатах.

Обычно данные, возвращаемые БИНС, объединяются вместе и интерпретируются как крен, тангаж и рыскание платформы. Реальные датчики БИНС могут иметь различные оси для каждого из отдельных датчиков. Модели, предоставленные Sensor Fusion and Tracking Toolbox, предполагают, что отдельные оси датчика выровнены.

Чтобы создать модель датчика IMU, используйте imuSensor Системные 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. The accelparams и gyroparams объекты определяют строение акселерометра и гироскопа. Можно задать свойства этих объектов, чтобы имитировать конкретное оборудование и окружения. Для получения дополнительной информации об объектах параметров БИНС смотрите accelparams, gyroparams, и magparams.

Чтобы смоделировать данные приемного датчика БИНС, вызовите модель БИНС с ускорением по основной истине и скоростью вращения 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 основная истина, которые вы вводите в модель IMU с помощью kinematicTrajectory и waypointTrajectory.

Глобальная система позиционирования

Глобальная система позиционирования (GPS) обеспечивает 3-D информацию о положении для платформ (приемников) на поверхности Земли.

GPS состоит из созвездия спутников, которые постоянно вращаются вокруг Земли. Спутники поддерживают такое строение, что платформа всегда находится в пределах видимости по меньшей мере четырех спутников. Путем измерения времени рейса сигналов от спутников к платформе, положение платформы может быть трехсторонним. Спутники помечают время широковещательного сигнала, который сравнивается с часами платформы при получении. Три спутника требуются для трилатерации положения в трёх размерностях. Четвертый спутник необходим для исправления ошибок синхронизации часов между платформой и спутниками.

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

Измерения, возвращенные из модели GPS, используют следующие единичные и координатные соглашения.

Модель GPS позволяет вам задать высокоуровневые параметры точности и шума, а также частоты обновления приемника и ссылки местоположение.

Чтобы создать модель GPS, используйте gpsSensor Системный объект.

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    

Чтобы смоделировать данные приемного GPS-датчика, вызовите модель GPS с основной истиной положением 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 основная истина, которые вы вводите в модель GPS с помощью kinematicTrajectory и waypointTrajectory.

Инерционная навигационная система и глобальная система позиционирования

Инерционная навигационная система (INS) использует инерционные датчики, подобные обнаруженным на БИНС: акселерометры, гироскопы и магнитометры. INS запирает данные инерционного датчика, чтобы вычислить положение, ориентацию и скорость платформы. INS/GPS использует данные GPS для исправления INS. Как правило, показания INS и GPS объединяются с расширенным фильтром Калмана, где показания INS используются на этапе предсказания, и показания GPS используются на этапе обновления. Общее использование для INS/GPS является мертвым расчетом, когда сигнал GPS ненадежен.

«INS/GPS» относится ко всей системе, включая фильтрацию. Симуляция INS/GPS, предоставляемая Sensor Fusion and Tracking Toolbox, моделирует INS/GPS и возвращает положение, скорость и ориентацию, сообщаемые инерционными датчиками и приемником, на основе движения « основной истины».

Измерения, возвращенные с INS/GPS, используют следующие модульные и координатные соглашения.

Чтобы создать модель INS/GPS, используйте insSensor Системный объект. Можно смоделировать реальную систему INS/GPS путем настройки точности ваших сросшихся данных: крена, тангажа, рыскания, положения и скорости.

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'     

Чтобы смоделировать данные приемного датчика INS/GPS, вызовите модель INS/GPS с основной истиной положением 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]