四环平台结构详解：FANUC机器人Karel语言惯导系统指南

本资源主要关注的是"平台的框架结构"在FANUC机器人Karel语言参考手册中的介绍，特别是针对惯性导航系统（Inertial Navigation System, INS）中的关键组件和工作原理。主要内容涵盖了以下几个方面： 1. **平台的框架结构**：惯性导航系统的核心是陀螺稳定平台，根据环架数量分为双环、三环和四环平台。三环平台常用于导弹、飞机和船舶，但可能会出现"环架自锁"问题，即在大姿态机动飞行时，滚动轴可能与方位轴重合，导致失去一个自由度。为解决这个问题，四环平台增加了"外横滚环"，以保持三个轴的正交性。 2. **惯导系统**：介绍了惯性坐标系（i系）、地球坐标系（e系）、载体坐标系（b系）等常用坐标系，这些坐标系对于理解和设计导航算法至关重要。惯导系统由加速度计、陀螺仪、姿态角传感器和力矩电机等组成，用于测量和估算运动状态。 3. **初始对准**：包括导航前的准备工作和对准指标，确保系统在开始导航时的准确性和稳定性。对准是惯导系统性能的关键步骤，直接影响后续定位精度。 4. **表观运动**：惯导系统必须处理地球自转和地理位置变化导致的表观运动，以及通过控制指令补偿角速率影响。 5. **载体运动加速度**：分析了载体空间运动的描述和加速度，以及惯性导航的基本方程，这些都是计算导航数据的基础。 6. **捷联式惯导系统**：重点讲解了方向余弦矩阵、欧拉角、机械编排方案和姿态矩阵的更新方法，包括三参数法（欧拉角）、九参数法（方向余弦矩阵）和四参数法（四元数法）。捷联式惯导系统因其灵活性和高精度而被广泛应用。 7. **初始对准**：再次强调了捷联惯导初始对准的概念，这是确保系统正确运行的起点。 这份手册深入探讨了惯性导航平台的构造及其在FANUC机器人Karel语言中的应用，对于理解和操作此类系统的技术人员来说，是一份重要的参考资料。