【应用】偏差仅±1°/S！这款数字陀螺仪帮您实现高精度导航

时间： 2017-01-21 来源：世强作者：Zake

技术问答

【摘要】GPS信号较弱时，陀螺仪能精确推算出具体的位置，同时陀螺仪的输出精度又会直接影响导航的精度。EPSON的数字输出陀螺仪XV7001BB，输出偏差仅为±1 °/s，其在休眠模式下，消耗电流仅为3uA。因此，这款陀螺仪不仅能实现高精度导航，还具有超低功耗的特性，是汽车导航的最佳选择。

随着社会的不断发展，特别是城市道路的不断更新，现在绝大部分驾驶者都需要借助导航才能到达目的地，导航早已成为驾驶者出行时不可缺少的一部分。目前的导航都是基于GPS信号定位，再结合导航内部的地图软件来标出目前所处的位置。但在一些特殊的情况下比较容易丢失卫星信号，如复杂多层的立交桥、隧道、高楼群，甚至树荫茂密等地方特别容易屏蔽GPS信号，导致导航位置不精确。针对这种情况，需要使用加速度传感器与陀螺仪来精确推算出具体的位置。

导航系统位置信息获取的原理框图如图1所示。当GPS信号较好时，MCU可以通过GPS定位来确定当前的位置；而当车进入立交桥、隧道、高楼群等地方突然接收不到GPS信号时，陀螺仪能在这种情况下继续发挥导航的作用，根据已获知的方位、方向和速度来继续进行精确导航，这也是惯性导航技术的基本原理，同时还可修正GPS信号不好时定位偏差过大的问题。

图1：导航位置信息原理框图

陀螺仪指的是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。陀螺仪属于惯性导航，它能够精确地测量运动的方向和速度，将速度乘以时间就可获得运动的距离。因此，陀螺仪的输出精度将会直接影响导航的精度。

EPSON的新一代数字输出陀螺仪XV7001BB，采用16位角速度输出，检测范围可达±100°/s，静止时输出偏差为±1 °/s (0 LSB Typ)，在汽车导航的应用中，大大提高了导航的精度。图2所示为EPSON 陀螺仪XV7001的应用电路图。其采用数字I2C直接与MCU相连进行通信，使用非常简单。在没有通信时，陀螺仪XV7001的电流消耗为0.9mA；在待机状态下，其消耗电流只有160uA；而在休眠模式下，其消耗的电流仅为3uA。由此可见，这款陀螺仪不仅能实现高精度导航，还具有超低功耗的特性，是汽车导航的最佳选择。

图2：陀螺仪XV7001的应用原理图

XV-7001陀螺仪特性：

• SPI或I²C串行接口

• 角速度输出（16bit）

• 内置温度传感器

• 内置数字滤波器可选

• 低功耗：静态电流：160uA Typ.，睡眠电浪：3uA Typ

• 供电电压：2.7~3.6V

• 接口电压：1.65~3.6V

• 比率：280LSB/（°/S）±5%

• 偏差：±1°/S（0 LSB Typ.）

• 温度偏差：±5°/S

• 速率范围：±100°/S

• 非线性：±0.5%FS

• 交叉轴：±5%

• 工作电流：0.9mATyp.

• 工作温度：-20℃~+80℃

• 存储温度：-40℃~+85℃

• 噪音：0.003（°/S）/√Hz

• 尺寸：5.0x3.2X1.3（mm）

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全部评论（1）

qinlu123 Lv7. 资深专家 2018-10-25

早期飞机上用的惯性导航是什么方案

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