惯性导航基础与Fanuc机器人Karel语言参考

"导航前的准备 - fanuc机器人karel语言参考手册" 本文主要讨论了惯性导航系统在执行任务前的准备工作，特别是在fanuc机器人的Karel语言应用背景下的相关知识。惯导系统（IMU）在进行导航计算前，需要完成一系列参数装订，包括初始速度和初始位置的设定，以及重力场参数和时间基准的传递。这些参数对于确保导航计算机准确计算载体运动轨迹至关重要。 "参数装订"是惯导系统启动的关键步骤，它涉及将载体的初始状态如速度和位置，以及环境信息（例如重力场）输入到导航计算机。如果载体在导航开始时静止，即"静基座"情况，初始速度默认为零，初始位置为当前位置的经纬度。若载体在运动中开始导航，即"动基座"，则需要外部基准导航系统提供这些动态信息。然而，外部数据通常存在误差，这成为惯导系统误差的主要来源，因此要求基准导航系统具有更高精度。 惯性导航的基本原理是通过加速度计测量载体的加速度，然后进行积分运算以获取速度和位置信息。在垂直加速度计的测量信号中，不仅包含了实际的加速度，还可能混杂着其他因素的影响，如地球引力和运动的表观效应。 坐标系在惯导系统中扮演重要角色，包括惯性坐标系(i系)、地球坐标系(e系)、载体坐标系(b系)、地理坐标系(t系)、目标方位坐标系(d系)、导航坐标系和平台坐标系(P系)。理解不同坐标系之间的转换关系对于正确解算载体的运动状态至关重要。 此外，文中还提到了平台的结构和组成，包括框架结构、加速度计和陀螺组合，以及姿态角传感器和力矩电机在初始化对准过程中的作用。初始对准是确保系统准确工作的基础，包括基本概念、指标和分类。 在实际应用中，地球的自转、地理位置的变化以及控制指令都会导致载体的表观运动，这些都需要在导航计算中予以补偿。载体的运动加速度描述了其在空间的运动状态，并通过基本方程进行数学建模。 最后，文章介绍了指北方位惯导系统的力学编排方案，以及捷联式惯导系统的工作原理，包括方向余弦矩阵、欧拉角法、方向余弦法和四元数法在姿态矩阵即时更新中的应用，以及捷联惯导初始对准的基本概念。 fanuc机器人Karel语言参考手册中的这部分内容深入探讨了惯性导航系统的理论和实践，为机器人路径规划和精确定位提供了理论基础。理解和掌握这些知识对于实现高效、精准的机器人导航任务至关重要。