Advanced Navigation：集成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)需要了解什么

文章出處：新聞資訊責(zé)任編輯：深圳市廣陵達(dá)科技有限公司發(fā)表時(shí)間：2024-10-17 09:01:07

為什么易于集成很重要

隨著自主系統(tǒng)的使用不斷增長(zhǎng)，其易于集成的重要性怎么強(qiáng)調(diào)也不為過(guò)。這是指系統(tǒng)如何在物理和電子方面無(wú)縫集成到車輛或平臺(tái)中。

集成最具挑戰(zhàn)性的方面之一是整合慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS) 等關(guān)鍵組件。這些系統(tǒng)需要精確的校準(zhǔn)和對(duì)準(zhǔn)才能正常運(yùn)行，這可能非常耗時(shí)。即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師也會(huì)發(fā)現(xiàn) INS 集成是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，更不用說(shuō)那些剛接觸導(dǎo)航技術(shù)的工程師了。

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因此，在選擇 INS 時(shí)，考慮集成的簡(jiǎn)易性以及性能、功能和成本等因素至關(guān)重要。易于集成的系統(tǒng)具有許多優(yōu)勢(shì)，包括減少設(shè)置時(shí)間、降低集成成本、輕松維護(hù)和更快部署。

此外，集成的難易程度直接影響 INS 的準(zhǔn)確性和可靠性。集成不良的系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤、漂移和其他問(wèn)題，從而對(duì)其性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

為了確保流暢的集成體驗(yàn)，全面的文檔和可靠的技術(shù)支持也必不可少。這包括提供詳細(xì)的安裝說(shuō)明、故障排除指南，以及針對(duì)安裝期間或安裝后可能出現(xiàn)的任何問(wèn)題獲得專家?guī)椭?/p>

硬件注意事項(xiàng)

集成 INS 時(shí)，必須考慮硬件兼容性。大多數(shù)制造商都了解這一點(diǎn)，并通過(guò)使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口和易于安裝的外形尺寸來(lái)確保通用兼容性，從而無(wú)需進(jìn)行重大修改。這些接口，例如以太網(wǎng)、CAN、RS-232、RS-422 和通用 IO 電纜，不僅滿足基本的技術(shù)要求，還提供高性能并最大限度地減少信號(hào)損失。一些制造商將為定制解決方案提供無(wú)端接電纜選項(xiàng)。

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這些接口允許用戶集成其他外設(shè)、傳感器和數(shù)據(jù)格式，例如里程表、車輪編碼器、外部 RTK GNSS 系統(tǒng)、NMEA 輸入和輸出以及事件觸發(fā)器。為了彌補(bǔ)兼容性差距，制造商還可能提供適配器、電纜和配件，以確保其系統(tǒng)與其他制造商的硬件兼容。

在要求重載性能的應(yīng)用中，INS 解決方案的電氣元件必須耐用且可靠，特別是在極端氣候和具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中。需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵方面是入口防護(hù) (IP) 等級(jí)，它決定了防塵和防水噴霧的防御水平。 IP67 等高等級(jí)可提供最高級(jí)別的保護(hù)。

尺寸、重量和功率

選擇 INS 時(shí)，考慮尺寸、重量和功率(SWaP)要求非常重要。這些方面對(duì)最終系統(tǒng)的機(jī)械、電氣和功率性能具有重大影響。

尺寸和重量是至關(guān)重要的因素，特別是對(duì)于在舊車輛上改裝 INS 或在重量有限的狹小空間中工作的用戶而言。緊湊、輕便的 INS 系統(tǒng)對(duì)于無(wú)人機(jī)等應(yīng)用至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兛梢蕴岣唢w行穩(wěn)定性、燃油效率和航程。同樣，低功耗有助于延長(zhǎng)任務(wù)時(shí)間并減小機(jī)載電源的尺寸或重量，從而提高平臺(tái)的整體能力。

對(duì)于尋求進(jìn)一步定制的客戶，一些 INS 制造商提供不同形式的解決方案，包括作為帶有 PCB（印刷電路板）和標(biāo)準(zhǔn)連接器的 OEM（原始設(shè)備制造商）選項(xiàng)。該選項(xiàng)在空間和重量都非常寶貴的應(yīng)用中特別有價(jià)值。

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通訊協(xié)議

系統(tǒng)組件之間的無(wú)縫集成依賴于正確的通信協(xié)議。就像硬件一樣，大多數(shù)系統(tǒng)將被設(shè)計(jì)為與協(xié)議無(wú)關(guān)，從而允許它們支持各種行業(yè)通信協(xié)議。這種多功能性實(shí)現(xiàn)了與不同硬件設(shè)置的互操作性。

最常見(jiàn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議包括NMEA 0183、NMEA 2000（主要用于船舶）和 Simrad。這些協(xié)議在確保通信順暢和兼容性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

要求嚴(yán)格的應(yīng)用需要精確的控制和緊密的系統(tǒng)集成，擁有提供自己的全面且開(kāi)放的 I/O 協(xié)議的 INS 設(shè)備制造商是有利的。

例如，高級(jí)導(dǎo)航數(shù)據(jù)包協(xié)議 (ANPP) 是一種專有的二進(jìn)制協(xié)議，因其強(qiáng)大的錯(cuò)誤檢查而廣受好評(píng)。它在所有高級(jí)導(dǎo)航產(chǎn)品中得到一致使用，特別適合需要精確控制系統(tǒng)配置的用戶。 ANPP 與各種硬件組件無(wú)縫集成，簡(jiǎn)化了解決方案之間的升級(jí)或交換。

集成工具

為了實(shí)現(xiàn)無(wú)縫安裝和詳細(xì)的性能分析，INS 解決方案通常包含硬件評(píng)估套件和軟件開(kāi)發(fā)套件 (SDK)。

? 硬件評(píng)估套件通常裝在耐用的手提箱中，包括安裝和性能評(píng)估所需的所有必要電纜和配件。通?？梢愿鶕?jù)特定要求對(duì)電纜進(jìn)行盤繞、切割或重新端接，并且未端接的電纜可用于定制端接。

? 軟件開(kāi)發(fā)套件（SDK）將提供示例源代碼并支持多種編程語(yǔ)言，例如C/C++、Java、Python、.NET/C#和Matlab/Octave，使開(kāi)發(fā)人員能夠創(chuàng)建自己的自定義應(yīng)用程序。它還包括 NTRIP 和 ROS 1 & ROS 2 等實(shí)用程序的源代碼。為了優(yōu)化 INS 的性能，功能強(qiáng)大且用戶友好的軟件開(kāi)發(fā)套件 (SDK) 至關(guān)重要。 SDK應(yīng)與主流編程語(yǔ)言無(wú)縫集成，使用戶能夠充分利用其INS功能。

用戶界面選項(xiàng)

大多數(shù) INS 系統(tǒng)都可以通過(guò)基于 Web 的圖形用戶界面 (GUI) 進(jìn)行控制、監(jiān)視和配置。這些界面可通過(guò)大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問(wèn)，并將提供有關(guān)位置和姿態(tài)、傳感器信息、數(shù)據(jù)記錄和 NTRIP 客戶端功能的實(shí)時(shí)信息。

此外，用戶界面將提供廣泛的配置選項(xiàng)，用于定制 INS 系統(tǒng)，以滿足獨(dú)特的項(xiàng)目要求。不用說(shuō)，界面越直觀且易于使用，設(shè)置和定制 INS 系統(tǒng)就越容易。

文檔和持續(xù)支持

可靠的 INS 制造商了解從一開(kāi)始就支持客戶的重要性。他們與客戶密切合作，提供所有必要的文檔、培訓(xùn)和持續(xù)支持。

他們還應(yīng)該能夠幫助客戶針對(duì)任何給定需求選擇最合適的解決方案，并確保與所需硬件和軟件的兼容性。選擇解決方案后，客戶可以收到詳細(xì)的文檔和用戶指南，涵蓋從硬件設(shè)置到集成問(wèn)題的所有內(nèi)容。

在理想的情況下，制造商還將擁有具有豐富產(chǎn)品知識(shí)的專業(yè)支持工程師，通過(guò)各種渠道提供免費(fèi)的技術(shù)支持和故障排除。這些工程師還應(yīng)該 24/7 隨時(shí)待命，以便及時(shí)解決客戶的詢問(wèn)并有效解決可能出現(xiàn)的任何問(wèn)題。

法規(guī)與合規(guī)性

集成導(dǎo)航系統(tǒng)需要遵守國(guó)際法規(guī)和要求。公司應(yīng)研究其目標(biāo)市場(chǎng)的法規(guī)，并確保其導(dǎo)航系統(tǒng)滿足所有要求。考慮以下幾點(diǎn)：

? 不含 ITAR：該認(rèn)證意味著產(chǎn)品不受 ITAR （國(guó)際武器貿(mào)易條例）控制的國(guó)防相關(guān)組件的影響，該組件規(guī)范國(guó)防相關(guān)產(chǎn)品的進(jìn)出口。不受 ITAR 約束消除了與出口限制相關(guān)的法律和物流復(fù)雜性。

? 合規(guī)性和認(rèn)證：所有產(chǎn)品均具有 CE 和 RED 等法規(guī)合規(guī)性認(rèn)證。從環(huán)保角度來(lái)看，大多數(shù)產(chǎn)品均遵守軍用標(biāo)準(zhǔn) MIL-STD-810。雖然這里沒(méi)有廣泛討論，但對(duì)于某些應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，考慮這些因素是至關(guān)重要的，用戶應(yīng)該意識(shí)到它們的重要性

產(chǎn)品交貨時(shí)間

選擇 INS 時(shí)，不要低估可用性和及時(shí)交付的重要性，這一點(diǎn)至關(guān)重要。制造商及其供應(yīng)商的交貨期長(zhǎng)達(dá) 6 至 12 個(gè)月的情況并不罕見(jiàn)。因此，評(píng)估制造商按時(shí)交貨的能力以確保無(wú)縫運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要。忽視這一方面可能會(huì)導(dǎo)致延誤或訂單取消。

INS 集成變得簡(jiǎn)單

在選擇 INS 解決方案或合作伙伴時(shí)，仔細(xì)考慮集成過(guò)程至關(guān)重要。關(guān)鍵是找到一個(gè)重視通用兼容性、全面的文檔、可靠的技術(shù)支持、可定制的選項(xiàng)和遵守行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提供商。這些是實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成體驗(yàn)的關(guān)鍵因素。

借助合適的 INS 解決方案和提供商，用戶可以簡(jiǎn)化集成過(guò)程，無(wú)需專業(yè)知識(shí)或昂貴的技術(shù)援助。這不僅節(jié)省了時(shí)間和資源，還保證了長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的成功。