慣性測量的案例
結構動力測試新技術：無線，低成本
采用小型人行橋的作為試驗的原因主要在于，方便運輸和操作慣性測量單元。
本公眾號文，亦為解振先生的第19篇博文——
《解振先生?周報19：結構動力測試新技術：無線，低成本》 。
在此，感謝您的持續關注和支持！
高精度光纖陀螺技術的發展與思考
其高性能的慣性測量單元CIRUS-A中光纖陀螺的長時間零偏穩定性達到1×10-4?/h，標度因數穩定性達到±2ppm，如圖3所示。
圖3 L3 S&N公司的光纖陀螺的慣性測量單元CIRUS-A
⑷GEMelettronica公司
意大利GEMelettronica公司的產品主要應用于海洋、海岸、艦艇和潛艇，包括光纖陀螺慣性導航系統、光電監控設備、操控臺、激光雷達等。
公司在2017年發布了與法國MARINSM7水平相當的SURF-200高精度慣性導航系統，采用了戰略級的光纖傳感器（光纖陀螺），產品服役周期內免校準。另外，法國MARINSM系列慣導系統被禁止對中國出售，而SURF-200不受國際武器貿易條例（ITAR）限制，SURF-200系統如圖4所示。
圖4 SURF-200高精度慣性導航系統
SURF-200慣導系統在體積、重量上也明顯優于法國MARINSM7，主要技術指標如表2所示。
表2 SURF-200高精度慣性導航系統主要指標
⑸Optolink公司
2018年，俄羅斯Optolink公司公開了其SRS-5000光纖陀螺及高精度慣性測量單元IMU-5000樣機，在恒溫情況下零偏不穩定性優于8×10-5°/h（根據Allan方差擬合），主要性能指標如表3所示。
展開 某導彈慣性組件動力學特性分析 ￥20
根據某導彈慣組組件環境載荷任務剖面，經分析，慣性組件結構設計的首要原則為保證結構剛性以防止慣性測量單元內部結構對外部振動的放大。其次應考慮增加對高頻振動的阻尼，以降低敏感模塊采集數據的噪聲。
為增強慣性組件結構的剛性，特別是確保慣性測量單元內部敏感模塊的剛性，敏感模塊的支架結構慣性組件殼體的+X端面使用六個螺釘進行緊固鎖緊，在支架局部設置加強筋以增加其剛性，與慣性組件外殼的-X軸通過3個螺釘進行直接緊固鎖緊，可避免支架為懸臂梁結構，保證了敏感模塊支架本身的剛性。同時，通過雙端減振方案設計以增加阻尼，提高慣性組件的抗環境能力。
特別聲明:該案例已實際經過產品的環境試驗、飛行試驗驗證，已處于批產狀態，這里僅提供航天產品的設計思路以及“剛性”減振分析思路與分析結果，供大家參考學習交流，對于源文件以及“軟減振“（減振器）部分，由于為敏感信息，不便提供，同時歡迎大家交流學習。
同時后續會推出螺栓預緊力、減振器的特性對該結構動力學特性的影響，歡迎評鑒。
展開 美國模擬器件公司加入百度阿波羅自動駕駛平臺 優化自動駕駛解決方案
其傳感和導航應用包括雷達、激光雷達、慣性測量裝置（IMU）、A2B/C2B總線以及數字信號處理（DSP）產品。
美國模擬器件公司表示，其傳感器數據的質量可讓阿波羅自動駕駛平臺的人工智能（AI）系統更好地了解周圍世界，并能在潛在障礙出現之前做出明智的決策，從而有助于減少自動駕駛車輛事故。此外，其包括雷達、激光雷達、慣性測量裝置在內的Drive360導航和感知解決方案，可作為車輛周圍的安全防護罩，因為此三種傳感模件可融合在一起，賦予車輛視覺和感覺。
百度去年向第三方開放了其自動駕駛技術，以加速發展，幫助其與其它研發自動駕駛的公司競爭。除了美國模擬器件公司，阿波羅項目的其它合作伙伴還包括英特爾（Intel）、微軟（Microsoft）、英偉達（Nvidia）、福特（Ford）、寶馬（BMW）、戴姆勒（Daimler）、恩智浦半導體公司（NXP Semiconductors）、美國安森美半導體公司（ON Semiconductor）、美國威力登激光雷達公司（Velodyne LiDAR）等公司。
展開 
無人機信息安全研究綜述
3 無人機安全防控措施分析
(1)新型的無人機技術和解決方案依賴于傳感器協作,傳感器是一種能夠感受到被測量信息的設備,將檢測到的信號轉變為特定形式的電信號,再進行傳輸時微機電系統和微機電去噪算法,使得傳感器在無人機自動化控制技術中發揮作用。例如以多旋翼無人機為例,采用陀螺儀、加速度計、磁力計、GPS用來檢測無人機角速度、GPS獲取無人機的位置,陀螺儀和加速度計進行無人機的系統慣性測量。主控制器根據各種傳感器采取到的數據進行命令的傳達,保證無人機能夠正常飛行。在無人機的傳感器安全研究現狀基礎上,改變了傳統的傳感器只能進行網絡數據傳輸的功能,打破傳感器無法對正常和異常的信息進行區分和檢測的技術瓶頸,使得無人機能夠靈活應對攻擊方式。
(2)超聲波干擾陀螺儀,就是無人機傳感器抗擊空氣方式的一種,通過陀螺儀和加速度計組成的慣性測量單元,危機電系統能夠保持無人機的穩定姿態,采用陀螺儀和加速度計來維持無人機的飛行穩定。MEMS傳感器采用振動物體傳感角速度的概念,形成了共振頻率,在共振頻率下,輸出數據更加準確。連接陀螺儀的開源電子原型平臺,將數據加以采集和處理,將數據發送到筆記本電腦,通過陀螺儀輸出的數據檢測來判斷評判是否為共振平淡。
(3)全球定位系統GPS是一個極其重要的傳感器及提供高精度的位置信息,以減少和消除慣性測量單元的累計誤差,生成GPS欺騙,可以根據生成特定的信號進行欺騙的局限性和欺騙的實現成本降低,GPS欺騙對自主導航設備的影響較為顯著。通過預先規劃好的GPS、位置信息改變要發射的欺騙點的位置,采用軟件無線電技術設計,基于生成式GPS欺騙攻擊的個動態,改變欺騙點的GPS欺騙系統,包括主機、通用軟件、無線電放大器等,可以進行定位信息的發送。根據相應的位置信息,通過定位信息生成程序進行計算,繼而產生二進制數據。
展開 無人機飛控系統的原理、組成及各傳感器的作用
目前，無人機一般使用GPS、IMU（慣性測量單元）、氣壓計和地磁指南針來測量這些狀態。
GPS獲取定位、在一些情況下也能獲取高度、速度；IMU主要用來測量無人機三軸加速度和三軸角速度，通過計算也能獲得速度和位置；氣壓計用于測量海拔高度；地磁指南針則用于測量航向。
由于目前傳感器設計水平的限制，這些傳感器測量的數據都會產生一定的誤差，并可能受到環境的干擾，從而影響狀態估計的精度。
為了保障飛行性能，就需要充分利用各傳感器數據共同融合出具有高可信度的15個狀態，即組合導航技術。組合導航技術結合GPS、IMU、氣壓計和地磁指南針各自的優缺點，通過電子信號處理領域的技術，融合多種傳感器的測量值，獲得更精準的狀態測量。
組合導航
為了提升航拍無人機的感知能力和飛行性能，除了以上基礎傳感器方案以外，現在主流的無人機產品都加入了先進的視覺傳感器、超聲波傳感器和IMU與指南針冗余導航系統。
雙目立體視覺系統可根據連續圖像計算出物體的三維位置，除了避障功能以外還能提供定位與測速。
機身下方的超聲波模塊起到輔助定高的作用，而冗余的IMU和指南針在一個元件受到干擾時，冗余導航系統會自動切換至另一個傳感器，極大提高了組合導航的可靠性。
正是因為這些傳感器技術的完美融合，無人機有了智能導航系統，拓展了活動環境，并提升了可靠性。
使用傳統導航系統的無人機在室內等無GPS的環境中無法穩定飛行，而智能導航系統在GPS信號良好時，可通過視覺提升速度和位置測量值的精度；在GPS信號不足的時候，視覺系統可以接替GPS提供定位與測速，讓無人機在室內與室外環境中均能穩定飛行。
智能導航系統引入了多個傳感器，數據量和復雜程度大幅提升，獲悉大疆其實針對視覺和傳感器對導航和飛行控制算法進行多次系統重構，增加新的軟件模塊與架構，全面提升了飛行的性能與可靠性。
展開 無人機飛控系統的原理、組成及各傳感器的作用
目前，無人機一般使用GPS、IMU（慣性測量單元）、氣壓計和地磁指南針來測量這些狀態。
GPS獲取定位、在一些情況下也能獲取高度、速度；IMU主要用來測量無人機三軸加速度和三軸角速度，通過計算也能獲得速度和位置；氣壓計用于測量海拔高度；地磁指南針則用于測量航向。
由于目前傳感器設計水平的限制，這些傳感器測量的數據都會產生一定的誤差，并可能受到環境的干擾，從而影響狀態估計的精度。
為了保障飛行性能，就需要充分利用各傳感器數據共同融合出具有高可信度的15個狀態，即組合導航技術。組合導航技術結合GPS、IMU、氣壓計和地磁指南針各自的優缺點，通過電子信號處理領域的技術，融合多種傳感器的測量值，獲得更精準的狀態測量。
組合導航
為了提升航拍無人機的感知能力和飛行性能，除了以上基礎傳感器方案以外，現在主流的無人機產品都加入了先進的視覺傳感器、超聲波傳感器和IMU與指南針冗余導航系統。
雙目立體視覺系統可根據連續圖像計算出物體的三維位置，除了避障功能以外還能提供定位與測速。
機身下方的超聲波模塊起到輔助定高的作用，而冗余的IMU和指南針在一個元件受到干擾時，冗余導航系統會自動切換至另一個傳感器，極大提高了組合導航的可靠性。
正是因為這些傳感器技術的完美融合，無人機有了智能導航系統，拓展了活動環境，并提升了可靠性。
使用傳統導航系統的無人機在室內等無GPS的環境中無法穩定飛行，而智能導航系統在GPS信號良好時，可通過視覺提升速度和位置測量值的精度；在GPS信號不足的時候，視覺系統可以接替GPS提供定位與測速，讓無人機在室內與室外環境中均能穩定飛行。
智能導航系統引入了多個傳感器，數據量和復雜程度大幅提升，獲悉大疆其實針對視覺和傳感器對導航和飛行控制算法進行多次系統重構，增加新的軟件模塊與架構，全面提升了飛行的性能與可靠性。
展開 基于MEMS技術的新一代航空電子系統的實現
基本工作原理是：傳感器元件捕捉真實運動（即結構旋轉），并將其轉換為可測量的電氣信號（即電壓）。 若不適當注意帶寬、時序、相位、采樣速率、分辨率和其它漂移特性（比如溫度和電壓穩定性），則該轉換操作和隨后的處理可能會不夠精確。 這些都有賴于高級、可靠的傳感器信號調理能力。 ADI將其專利的MEMS IP與業界領先的信號處理能力相結合，從而在高性能MEMS領域一枝獨秀。
ADI慣性測量單元(IMU)解決了復雜航空航天系統中慣性傳感器的部署難題，此種部署必須依靠尺寸各有不同的多種傳感器類型才能正確識別復雜的運動。iSensor IMU集成高達10自由度的檢測能力，提供全部必要的對齊、校準、一階傳感器融合、出廠集成和測試。
圖3：ADIS16485慣性測量單元
比如說，ADIS16485/8 IMU（圖3）是目前航空電子系統所采用的6/10自由度傳感器，滿足一切性能和可靠性目標（表2），SWAP優勢高達一個數量級。
表2.航空電子系統性能演示：讓新一代產品更進步，具有業界領先的SWAP/成本優勢
經驗證，該MEMS技術優于FOG慣性技術。 最近我們將一款ADI IMU與一款價值3萬美元的FOG IMU進行了橫向對比，結果表明高性能MEMS技術有顯著進步，并且能達到與傳統FOG系統相似的性能，在關鍵的SWAP/成本參數方面的優勢要高出一個數量級。 表3總結了這項行業研究的結果，其中，關鍵的MEMS航向性能參數與價值3萬美元的FOG器件的性能差異不到5%。
表3：ADI MEMS技術縮短了其與FOG和其他傳統慣性技術的性能差距，且具有極大的經濟優勢
在復雜和惡劣條件下保持關鍵性能
MEMS IMU設計中有三項關鍵因素，可確保抑制振動或其它外來信號輸入的相關錯誤運動偽像。
展開 車輛性能測試03：漢航NTS.LAB車輛滑行測試系統
車輛滑行測試系統的構成
傳感器組件： HS-Gyro90
高精度組合慣性測量單元：通過使用高精度慣性測量單元IMU與定位模塊GNSS，能夠精準的獲取車輛的速度，加速度，位移，時間等多種信息，并且在衛星信號丟失的一段時間內仍能夠保持一定的精度。
GPS/BDS雙模天線：能夠同時接收GPS（全球定位系統）和BDS（北斗衛星導航系統）信號，能夠提升定位精度，并增強系統峰可靠性和抗干擾能力。
高精度數據采集前端：漢航Hunter Mobile
Hunter Mobile 特征概述：
? 支持多種信號類型的傳感器，如IEPE、電壓、應變、RTD、熱電偶、4~20mA電流、電位計、編碼器等。
? 支持多種測試類型：NVH測試、車輛性能測試等。
? 支持級聯拓展，支持IEEE 1588 PTP V2精密時鐘協議，同步精度可達納秒級。
展開 一文了解自動駕駛汽車“定位”
融合框架通過卡爾曼濾波將這些輸出結合在一起，卡爾曼濾波建立在兩步預測測量周期之上，在 Apollo 定位中，慣性導航解決方案用于卡爾曼濾波的預測步驟，GNSS 和 LiDAR 定位用于卡爾曼濾波的測量結果更新步驟。
Swiss-Mile公司開發的四足輪腿式機器人，可站立、滾動、自主配送
滾動時，它能夠通過不斷分析來自其板載IMU（慣性測量單元）的數據，以及通過分析其所有16個腿部和車輪電機的測量結果，來保持其平衡。
Swiss-Mile機器人站立的意義何在？ANYmal公司的聯合開發人員Marko Bjelonic博士表示，通過使用它的前腿作為手臂，該機器人可以從客戶那里抓取包裹，然后將它們放在它背上。然后，它將回到四足著地的狀態，并通過在街道上快速滾動來運輸這些包裹。
Swiss-Mile機器人計劃從明年某個時候投入商業使用，價格尚未公布。
文章來源：New Atlas
宏碁與裕隆合作 打造自動駕駛電動汽車
感測技術可稱之為智駕車的重要感官，協助自動駕駛汽車辨識所在位置的周遭環境，宏碁自動駕駛軟體系統的感測技術，包含即時動態定位技術（Real Time Kinematic,RTK）、光學雷達、毫米波雷達（MMW Radar）、超音波（Ultrasonic）；并利用人工智能的深度學習技術進行影像辨識，采用感應器融合算法和人工智能技術，再透過包含車輛姿態慣性測量單元（Inertial Measurement Unit, IMU ）的行車動態決策及控制模組，來實行自動駕駛。
在決策控制上，宏碁自動駕駛軟體系統會同時接收包含來自影像辨識、3D光達障礙物偵測、高精地圖資訊以及實時定位技術等多個行車中的重要感測數據，透過人工智能決策模型的處理判斷后，協助智駕車采取轉向、煞車、巡航、避障或是?？康男熊噭討B決策。
宏碁自動駕駛軟體系統還具備有云端智能管理系統的服務，使用者可透過隨身行動裝置提出運輸需求，車輛接收到行控中心指派任務，即前往搭載。這套云端智能管理系統可同時管理運輸需求，包括排程、監控、推送通知、人員管理以及統計分析；并提供管理者車輛安全監控和及時介入控管的功能；車輛亦可規劃任務路徑，并回報車輛狀態或是運輸環境狀態；使用者亦可隨時掌握運輸需求以及接收車輛狀態通知。
展開 互聯網服務巨頭競相開發自主芯片 減少對英特爾依賴
微軟早些時候表示，其第二代MR(Mixed Reality)頭盔HoloLens，將采用該公司自主開發的AI芯片HPU(Holographic Processing Unit)，用來處理安裝在該設備上傳感器所收集的數據，包括深度傳感，頭部跟蹤和慣性測量等。該HPU芯片還將用于微軟其它硬件設備，也授權其他供應商在他們的終端設備上使用。
業內消息來源表示，人工智能（AI）應用的多元化，需要不同芯片解決方案的支持。此外，英特爾長期主導處理器芯片的開發和供應，這種情況促使網絡服務巨頭自主開發所需要的芯片，以分散對英特爾芯片過度依賴的風險。Facebook、亞馬遜和阿里巴巴都將很快啟動芯片自主開發。
預計在許多終端設備的處理器領域，將給英特爾的未來業績表現投下烏云。消息來源表示，由于英特爾的10納米制造工藝Ice Lake處理器平臺的推出時間將從原計劃的2019年向后推遲，英特爾目前正面臨來自AMD推出的Rome和Milan處理器的嚴峻挑戰。AMD公司的這兩款芯片使用臺積電的7納米制造工藝生產。（天門山）
本文來源：網易科技報道
展開 超聲波風速傳感器技術知識詳解
風速傳感器，是一種專門用來測量風速的設備，它的使用極為簡潔方便，通常被廣泛應用在農業、船舶、氣象等多個領域中，可以在室外中長期使用。目前，風速傳感器的技術越發成熟、目前已經逐漸發展成機械式風速傳感器、超聲波風速傳感器兩大類型，而這兩種傳感器都可以有效獲得風速的信息，其應用場景越來越多樣化。下面工采網小編和大家一起了解一下超聲波風速傳感器技術相關知識。
超聲波風速傳感器的特點是利用時差法來實現分數的基本測量，聲音在空氣中的傳播速度會和風，產生疊加，如果超聲波的傳播方向與風向正好相同，那么它的速度就會加快，反之它的速度就會變慢。在固定的監測條件下，超聲波風速傳感器在空中傳播的速度可以和風速成對應，這樣就通過計算就可以得到精準的風速和方向，但是由于聲波在空氣中傳播速度的時候，受到溫度的影響，風速檢測兩個通道上會有兩個相反的方向，所以溫度對聲波速度產生的影響可以忽略。
隨著信息化時代的到來，傳感器與傳感器技術的重要性更為突出，超聲波式風速傳感器與傳統的風杯式或旋翼式風速儀相比，該測量方法一大特點是整個測風系統沒有機械旋轉部件，屬于非慣性測量，因此可以準確測量自然風中陣風脈動的高頻分量，同時為了消除聲速變化對測量精度的影響，出現了頻差法、鎖相頻差法等，當風速傳感器與傳感器之間設置屏障時，當流動的空氣通過屏障時，超聲波風速傳感器其下方會產生兩個內部旋轉的交替渦。
工采網提供的法國LCJ Capteurs 超聲波風速傳感器的換能器彼此之間進行通信，提供四種獨立的測量，而頭風測量矢量則用于計算。結合這些測量結果計算出相對于參考軸的風速及風向。溫度測量是用于校準。傳感器的設計減小了傾角的影響（基于空間的形狀，傳感器傾而且超聲波風速傳感器可提供4個獨立的測試數據。正確性檢查用于頭風矢量的計算。
展開 迪士尼做了個雜技機器人，二話不說就給你來一記后空翻
這還有慢動作解析：
據介紹，Stickman
完成空中雜技主要根據 IMU（慣性測量裝置）及激光測距儀來估算其在空中的位置，并以此調整動作。它的身長大概為 7 英尺（約 2.1
米），盡管迪士尼形容其為 Towards a Human Scale Acrobatic
Robot，但這個長度的確是比大部分人類都要「高」一些。
實際上，Stickman 并不是第一款能夠完成后空翻的機器人，去年波士頓動力（Boston Dynamics）就公布了一款與人形相近的機器人 Altas，可以完成跳高、原地向后跳轉、原地后空翻等動作。
（旋轉，跳躍）
（我不停歇）
波士頓動力旗下的其他款四足機器人也因其特殊的造型和行動方式廣受追捧，成為一代網紅，如下面這款 SpotMini：
鬼畜的動作，配上魔性的臉，再加上后空翻等雜技表演，成為新一代明星指日可待。
在我們以往的認知里，機器人的研發多半是用來輔助人類完成低效工作的，但其實有些人類本身就享受著的藝術、運動等活動，機器人也有可能通過技術迭代來完成相近的成就。譬如跑酷、跳水等運動，對人體極限、對身體控制要求都非常高，這也是它們的魅力所在，但如果機器人輕輕松松就能完成類似動作，運動員在日復一日鍛煉時心里不知又會作何感想？
看來未來需要面對機器人競爭的，不僅有純體力勞動者，還有人民的老藝術家了。不過我還是堅持認為，人體的魅力，是機器所無法達到的。
展開 