無人地面車輛 (UGV) 將人類操作員與他們所訪問的環(huán)境分離開來。這種能力使無人平臺(tái)成為危險(xiǎn)和難以進(jìn)入環(huán)境的有吸引力的技術(shù)。這些系統(tǒng)的吸引力和有效性促使國(guó)會(huì)要求到 2015 年，美國(guó)所有軍用車輛的 1/3 實(shí)現(xiàn)無人駕駛。然而，實(shí)施無人地面車輛的可靠性和成本問題繼續(xù)阻礙用戶大規(guī)模部署它們以滿足他們的需求。
下一代無人地面車輛 (UGV) 需要小型、更輕的傳感器，而不會(huì)損害高級(jí)功能
導(dǎo)航子系統(tǒng)是 UGV 性能不可或缺的一部分。傳統(tǒng)的高性能導(dǎo)航系統(tǒng)支持無人解決方案，但由于其尺寸、重量、功耗和成本問題，其應(yīng)用受到限制。 MicroStrain 的小型輕量慣性測(cè)量單元 (IMU) 和 GPS 輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng) (GPS/INS) 為無人地面車輛提供所需的信息，使其能夠以低功耗、經(jīng)濟(jì)高效的方式可靠地導(dǎo)航非結(jié)構(gòu)化環(huán)境。結(jié)果，下一代更小、更輕、響應(yīng)速度更快的自主地面車輛應(yīng)運(yùn)而生。此外，部署的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)為用戶提供了在更大規(guī)模和以前禁止的環(huán)境中實(shí)施 UGV 的基礎(chǔ)。
MicroStrain 3DM-GX5-45 輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，
帶 GNSS 三軸加速度計(jì)、角速率、磁場(chǎng)以及溫度和 GNSS
能夠在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中自主運(yùn)行的無人地面車輛越來越多地用于jun事、jing察和救援應(yīng)用。導(dǎo)航子系統(tǒng)支持執(zhí)行許多復(fù)雜功能，例如偵察、監(jiān)視、測(cè)繪和危險(xiǎn)處置。減少無人地面車輛平臺(tái)占用空間的舉措面臨著多重封裝和計(jì)算挑戰(zhàn)。這對(duì)國(guó)防bu來說尤其重要，因?yàn)楸銛y性和現(xiàn)場(chǎng)部署是其主要關(guān)注點(diǎn)。因此，國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局 (DARPA) 等計(jì)劃應(yīng)運(yùn)而生，以推動(dòng)此類技術(shù)的發(fā)展。MicroStrain 慣性導(dǎo)航傳感器已被要求支持許多此類項(xiàng)目。
由于機(jī)器人開發(fā)計(jì)劃的競(jìng)爭(zhēng)性質(zhì)，許多學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和教育組織都參與改進(jìn)和展示自主地面車輛的能力。在一個(gè)案例中，一個(gè)由大學(xué)和私人合作伙伴組成的團(tuán)隊(duì)選擇將 MicroStrain 第一代慣性測(cè)量單元 (IMU) 傳感器集成到他們的自主六輪越野地面車輛中。
MicroStrain 的 MEMS 慣性測(cè)量單元 (IMU) 使原型車輛能夠在崎嶇地形上跟蹤其位置，精度在行駛距離的 +/- 0.5% 以內(nèi)。3DMGX1 傳感器陣列的組合：三個(gè)加速度計(jì)、三個(gè)磁力計(jì)和三個(gè)陀螺儀，以及團(tuán)隊(duì)的卡爾曼濾波器產(chǎn)生了高度穩(wěn)定的位置和方向估計(jì)。除了作為導(dǎo)航輔助設(shè)備的功能外，IMU 的歐拉指令功能還用于檢測(cè)俯仰和滾轉(zhuǎn)角度，當(dāng)它們超過特定公差時(shí)觸發(fā)逃逸程序。為了解決障礙物問題，車輛在航點(diǎn)導(dǎo)航和周邊跟蹤模式之間切換。
該設(shè)計(jì)靈感來自 DARPA 大挑戰(zhàn)賽，并作為該比賽的原型車制造。該車配備了差速全輪驅(qū)動(dòng)和全輪懸架，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。它被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行分配的任務(wù)，包括穿越未定義的障礙物和多變的地形以及識(shí)別和響應(yīng)卡住的位置。
航點(diǎn)導(dǎo)航技術(shù)嚴(yán)重依賴于方向和 GPS 信息的組合。MicroStrain 的最新慣性傳感器 3DM-GX5-GNSS/INS 將 IMU、GPS 和復(fù)雜的卡爾曼濾波器結(jié)合到一個(gè)集成解決方案中。這種方法將有助于實(shí)現(xiàn)下一代無人地面車輛，通過在單個(gè)低調(diào)的封裝中提供高度可靠的 GPS 輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)功能。
