[发明专利]惯性传感装置

说明书

提供用于确定可移动物体的空间位置的改进型传感装置。一方面，用于确定可移动物体的空间位置的装置包括：由可移动物体携带的支撑基座；一个或多个加速度计通过第一阻尼元件连接至所述支撑基座，所述第一阻尼元件用于阻尼所述一个或多个加速度计的运动；以及一个或多个陀螺仪通过第二阻尼元件与连接至所述支撑基座，所述第二阻尼元件用于阻尼所述一个或多个陀螺仪的运动，其中由所述第一阻尼元件提供的运动阻尼量大于由所述第二阻尼元件提供的运动阻尼量。

本申请是申请号为201480076395.1，申请日为2014年4月25日，发明名称为惯性传感装置的分案申请。

背景技术

在军事和民事应用中，无人驾驶载运工具，诸如无人飞行器，可以用于执行监视、侦查以及勘察任务。无人驾驶载运工具在环境中可能能够自主导航或者半自主导航。在一些情况下，无人驾驶载运工具可以包括用于确定无人驾驶载运工具相对于周围环境的当前空间位置的各种传感装置，诸如惯性测量单元(IMU)。

然而，在一些情况下，这类传感装置的性能可能并不是最优的。例如，IMU和其他惯性传感装置可能易于受到由载运工具震动引起的噪声或测量漂移的影响。然而，IMU和其他惯性传感装置现有的用于震动减少和/或震动隔离的策略可能会对这些装置的灵敏度、准确度和响应时间产生负面影响。

发明内容

有必要提供用于确定可移动物体的空间位置的改进型传感装置。本文揭露的实施方式提供传感装置，所述传感装置包括一个或多个加速度计和一个或多个陀螺仪，它们分别用于检测可移动物体的加速度和旋转。所述加速度计和陀螺仪可以通过相应的阻尼元件连接至支撑基座，所述阻尼元件用于提供预定的运动阻尼量。在一些情况下，最优加速度计性能所需的运动阻尼量可能不同于最优陀螺仪性能所需的量。因此，施加给加速度计和陀螺仪的运动阻尼的量可以通过调整对应的阻尼元件的特性来改变。有利地，这种方法可以用于针对每个传感器类型定制阻尼参数，从而降低噪声和测量漂移的发生率，同时维持传感器的令人满意的水平的灵敏度、准确度和响应度。

因此，一方面，提供了一种用于确定可移动物体的空间位置的装置，所述装置包括：

由可移动物体携带的支撑基座；

第一惯性传感器通过第一阻尼元件连接至所述支撑基座，所述第一阻尼元件用于阻尼所述第一惯性传感器的运动；以及

第二惯性传感器通过第二阻尼元件连接至所述支撑基座，所述第二阻尼元件用于阻尼所述第二惯性传感器的运动，其中所述第一惯性传感器和所述第二惯性传感器分别包括不同的传感器类型，所述第一阻尼元件和所述第二阻尼元件具有不同的阻尼特性。

在一些实施方式中，所述第一惯性传感器和所述第二惯性传感器要求不同的运动阻尼量，以及所述第一阻尼元件的所述阻尼特性和所述第二阻尼元件的所述阻尼特性分别用于提供不同的运动阻尼量。

在一些实施方式中，所述第一惯性传感器包括加速度计，所述第二惯性传感器包括陀螺仪，其中，所述第一阻尼元件的所述阻尼特性和所述第二阻尼元件的所述阻尼特性被配置为，相比于所述陀螺仪，给所述加速度计提供更大的运动阻尼量。

在一些实施方式中，所述第一阻尼元件的所述阻尼特性和所述第二阻尼元件的所述阻尼特性分别包括所述第一阻尼元件的刚度和所述第二阻尼元件的刚度，其中，所述第一阻尼元件的刚度小于所述第二阻尼元件的刚度。

在一些实施方式中，所述第一阻尼元件的刚度被配置为减小由所述加速度计产生的信号相关联的噪声，所述第二阻尼元件的刚度被配置为减小由所述陀螺仪产生的信号相关联的噪声。

在一些实施方式中，所述加速度计包括微机电系统(MEMS)加速度计，所述陀螺仪包括MEMS陀螺仪。

在一些实施方式中，所述阻尼特性包括所述第一阻尼元件和所述第二阻尼元件的刚度和/或粘弹性。