案例分享 | 惯性测量单元解锁无人机长航时飞行

无人机内置惯性测量单元可满足短航时、娱乐类飞行需求，但面对长航时飞行、高精度导航控制等专业任务，测量精度与误差控制的短板便显现。

为实现高精度惯性测量单元与 Ardupilot 的集成，2021 年，某项目团队在进行充分的调研学习后，于搭载 3DM-CX5-GNSS/INS 惯性测量单元的 Pixhawk 4 飞控上，开展定制版 Ardupilot 固件的开发与测试工作。项目后期完成了相关试飞验证：在禁用 Pixhawk 4 飞控内置惯性测量单元的前提下，搭载该定制固件的固定翼无人机，仅依靠 3DM-CX5-GNSS/INS 惯性测量单元所提供的加速度计、陀螺仪、气压计和磁力计数据，顺利以自主模式完成起飞与飞行。现阶段，团队针对 Ardupilot 的相关修改内容，暂未达到量产应用的相关标准，后续该团队计划持续推进此项目的研发工作。

本次选用的惯性测量单元是一款为航天器设计的高精度设备，其测量精度可确保无人机在长时间飞行过程中保持正确航线。

应用场景：

惯性测量单元具备长航时飞行能力的无人机可用于多种任务场景：

• 评估人员和林业工作者可利用无人机对野生动物生存环境和火灾造成的建筑损毁情况进行勘察；

• 邮政和快递公司正在探索无人机配送业务，要求无人机兼具高精度导航能力和足够长的续航时间，以完成多批次包裹配送；

• 高精度无人机还能助力考古学家和海洋生物学家开展研究工作。

产品介绍：

3DM-CX5-GNSS/INS 辅助惯性导航系统

3DM-CX5-GNSS/INS 一体化导航解决方案采用支持 GPS、GLONASS 等多类型定位卫星的 GNSS 接收器。传感器测量已完成校准与温度补偿，并在数学上与正交坐标系对齐，保障输出准确性。自适应估计滤波算法在动态条件下可输出稳定的计算结果。

3DM-CX5-AHRS 姿态与航向参考系统

3DM-CX5-AHRS 是一款体积小巧、重量轻盈的航姿参考系统（AHRS），集成自适应卡尔曼滤波技术。该系统配备经全温区校准补偿的三轴加速度计、陀螺仪及磁力计，可在多种动态条件下实现稳定的测量表现。

3DM-GX5-GNSS/INS GNSS辅助惯性导航系统

3DM-GX5-GNSS/INS 全集成导航解决方案采用 GNSS 接收器，可同步接收 GPS、GLONASS 等信号。传感器数据经过全温区补偿校准与数学正交化处理，保障输出数据的可靠性。传感器线性性能良好，结合自适应估计算法，可在真实动态环境中输出稳定的导航数据。