浅谈惯性导航产品的对齐安装角度

作者

Mathias Vetter

u-blox消费与工业应用追踪首席产品经理

汽车导航系统、车队管理、运动和健身追踪以及机器人应用都离不开精准定位。这些应用通过可靠的GNSS（全球导航卫星系统）接收机实现必要的精确定位，通常还辅以惯性导航技术。  

将惯性导航集成到导航系统中可能相当简单，尤其是考虑到，现代惯性导航产品都提供了十分方便易用的设置功能。但在某些情况下，这项工作可能会略显艰难。此时，对齐安装角度可以助您一臂之力。

对齐安装角度是安装惯性导航产品时重要关键参数之一。这种对齐方式可以手动或自动配置，不同方法有着不同的优势。

可是，究竟什么是对齐安装角度？手动配置与自动配置之间有什么区别？为什么正确地确定对齐安装角度至关重要？如果您对这些问题一无所知，或者需要重温相关理论，请继续阅读下文。

对齐角度

在采用任何惯性导航技术之前，惯性导航系统都必须与参考坐标系对齐。用来实现这种对齐的角度就是对齐安装角度。

对齐安装角度通常可确保惯性导航系统与外部环境中的运动方向和方位同步。如果没有这样的对齐，精确导航和定位追踪根本不可能实现。

还有一种技术性更强的对齐角度描述方法，即使用惯性测量单元 (IMU) 和车辆参考框架的方位。IMU的方位由其各种传感器（包括3D加速计和陀螺仪）收集的数据确定。为了确保惯性导航系统正常工作，必须保持IMU的方位与车辆的参考框架一致。

自动对齐

设置新的惯性导航产品时，自动对齐是最直接的方法。您只需几分钟时间，即可完成安装并开始测试应用程序。自动配置有两大好处：

简化安装过程。即插即用模式有效降低安装的复杂性。安装惯性导航产品的工程师或技术人员无需事先了解相关知识，也不必接受相关培训，即可确保正确安装。

适应性强。自动配置可轻松适应不断变化的要求或环境。对于经常遇到不同情况的终端用户而言，这非常有用。自动对齐的优势在于，在上述任何一种情况下都能实施，不需要进一步配置，因而灵活性更强。

手动对齐

如果在执行自动对齐的过程中出现异常，或者应用具有统一安装（通常在OEM/首批安装应用中），则可能需要手动对齐。摩托车或电动摩托车等两轮应用需要手动对齐。

在手动正确配置惯性导航产品时，找到正确的对齐角度值是最棘手的一步。尽管手动对齐可能比较复杂且耗时，但这种方式也有一些优点，包括：

精确度高。设计或开发工程师可以精确调整对齐角度，消除潜在的误差来源，实现比自动方法更高的精度。但如果手动对齐操作不当，反而有可能造成损害。

对齐时间短。手动对齐不需要估计对齐情况，从而能够最大限度地缩短完成传感器对齐所需的时间。此外，GNSS/DR接收机冷启动后，传感器融合过程所需的时间也要更短。

如果您不太清楚该从何着手，可点击观看以下视频，我们会带您一步步找准安装角度！

两轮摩托车呢？

如前所述，自动对齐功能不适用于两轮车辆。这些车辆始终必须采用手动配置方案。因此，正确的角度对齐对于摩托车和电动摩托车OEM至关重要。

两轮车必须进行手动对齐的主要原因在于，相较于四轮车，两轮车的运动自由度更大。

在两轮摩托车急转弯时，车辆和骑手的身体都会出现明显倾斜。这种极端倾斜给对齐角度的估算造成了难题，因此必须进行人工测定。

/关于u-blox公司/

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