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美国 HBK（原Lord）MicroStrain 3DM-CV5-AHRS （3DM-CV5-25）工业姿态参考传感器（OEM 封装）是具有自适应卡尔曼滤波器的最小、最轻的工业 AHRS。它具有完全校准和温度补偿的三轴加速度计、陀螺仪和磁力计，可在所有动态条件下实现测量质量的最佳组合。此外，双板载处理器运行独特的自适应扩展卡尔曼滤波器 (EKF)，可实现出色的动态姿态估计，使其成为各种应用的理想选择，包括平台稳定、自动驾驶仪、机器人以及车辆健康和使用监控。
3DMCV5-AHRS 是一款注重价值的 AHRS，旨在平衡成本和性能。Lord Sensing 3DM‑CV5 系列工业级板级惯性传感器提供广泛的三轴惯性测量、计算姿态和导航解决方案。
惯性测量单元 (IMU) 包括加速度、角速率、Delta‑theta 和 Delta‑velocity 的直接测量。补偿选项包括磁异常、陀螺仪和加速度计噪声以及噪声影响的自动补偿。在包含计算输出的模型中，传感器测量结果通过自适应估计滤波器算法进行处理，以在动态条件下产生高精度计算输出。计算的输出因模型而异，可以包括横滚、俯仰和偏航。所有传感器均在工作温度范围内进行完全温度补偿和校准。微机电系统 (MEMS) 技术可实现高精度、小型、轻量的设备。
• 三轴加速度计、陀螺仪、磁力计和温度传感器实现测量质量的最佳组合。
• 双板载处理器运行新的自适应扩展卡尔曼滤波器（EKF）可实现出色的动态姿态估计。
| （1）同类最佳的性能 | （2）传感器 | （3）操作 | （4）封装 |
• 偏差跟踪、误差估计、阈值标记和自适应噪声建模允许对每个应用中的条件进行微调。 • 具有自适应功能的最小、最轻的工业 AHRS卡尔曼滤波器可用。 • 高性能、低成本解决方案. • 直接 PCB 安装或带带状电缆的底盘安装。 • 精确安装对准功能。 | • 高性能加速度计： • 100 µg/√Hz（8g标准）； • 2g, 4g, 20g, 40g可选。 • 超稳定陀螺仪： • 8 dph 运行偏差（-40 至 +85°C）； • 偏移温度滞后 0.05°/s； • 粗略 0.3°/√小时。 | • IMU采样率高达1000Hz； • 自适应 EKF 输出速率高达 500Hz； • 运行中自动磁力校准功能； • 可独立配置的 IMU 和 EKF 输出； • 用于配置、控制、显示和记录的SensorConnect软件。 | • CNC阳极氧化铝； • 精密对准功能； • 高度紧凑且薄型： • 38.0 毫米 x 24.0 毫米 x 9.7 毫米； • 13.0克。 • USB 和 TTL UART 接口（高达 921600 BAUD）； • –40 至 +85 °C 工作温度范围。 |
| （1）天线和摄像头指向 | （2）无人机导航 | （3）移动机器人 |
• 低噪声、低延迟、线性 MEMS 陀螺仪和加速度计可实现准确、稳定的姿态跟踪。 • 坚固的机加工铝工业包装可在高振动和冲击环境中提供可靠的性能。 • 适用于嵌入式应用的紧凑型 OEM 版本可降低成本而不损失精度。 | • 低噪声、低漂移 MEMS 陀螺仪和加速计可在急转弯、强风等情况下提供准确且稳定的 PVA（位置、速度、姿态）输出。 • 卓越的 IMU 性能和 EKF 强大的异常抑制能力有助于在 GNSS 中断或拒绝环境下进行导航。 • 完全校准和温度补偿保证了室外工作温度范围内的稳定性能，即使在波动较大的情况下也是如此。 | • 低噪声、线性且稳定的 MEMS 陀螺仪和加速计可在转弯和颠簸期间实现卓越的航向精度。 • 自适应卡尔曼滤波器算法提供卓越的动态性能。 • 自动自校准和自动异常拒绝使带有磁力计的装置可靠且准确的航向参考。 • 完全校准和温度补偿的 IMU 在苛刻的环境中提供稳定的性能。 |
| （1）常规参数 | |||
| 集成传感器： | 三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴 磁力计、压力高度计、温度传感器 | ||
| 数据输出： | 惯性测量单元 (IMU) 输出： | 加速度、 角速度、磁场、环境压力、Delta-theta, Delta-velocity | |
| 计算输出: | |||
| 扩展卡尔曼滤波器 (EKF)： | 滤波器状态、时间戳、 姿态估计值（欧拉角、四元数、方位矩阵 矩阵）、线性和补偿加速度、偏差 补偿角速度、压力高度、无重力线性加速度、陀螺仪和加速度计。加速度、陀螺仪和加速度计偏差、比例因子 和不确定性、重力和磁力模型等。 | ||
| 互补滤波器（CF）： | 姿态估计值（以欧拉角、四元数、方位角为单位）。角、四元数、方位矩阵）稳定的姿态估计值，北向和上向 矢量、GNSS 相关时间戳 | ||
| （2）惯性测量单元 (IMU) 传感器输出 | |||
| 加速计 | 陀螺仪 | 磁力计 | |
| 测量范围： | ±8 g (标准) ±2 g, ±4 g, ±20 g, ±40 g (选配) | ±500°/sec (标准) ±250°, ±1000°/sec (可选) | ±8 Gauss |
| 非线性： | ±0.04% fs | ±0.06% fs | ±0.3% fs |
| 分辨率： | 0.05 mg (+/- 8 g) | <0.003°/sec (500 dps) | -- |
| 偏差不稳定性： | ±0.08 mg | 8°/hr | -- |
| 初始偏置误差： | ±0.004 g | ±0.01°/sec | ±0.003 Gauss |
| 比例系数稳定性： | ±0.05% | ±0.05% | ±0.1% |
| 噪音密度： | 100 µg/√Hz | 0.0075°/sec/√Hz (500°/sec) | 400 µGauss/√Hz |
| 校准误差： | ±0.05° | ±0.08° | ±0.05° |
| 可调节带宽： | 225 Hz (max) | 500 Hz (max) | -- |
| 温度偏移误差： | 0.02% (typ) | 0.01% (typ) | -- |
| 温度增益误差： | 0.05% (typ) ±0.2% (max) | 0.1% (typ) ±0.4% (max) | -- |
| IMU 滤波 ： | 第一级 sigma delta 模数转换器，采样频率为 1 kHz。第二级用户可调数字低通滤波器。 | ||
| 采样率： | 1 kHz | 4 kHz | 100 Hz |
| IMU 数据输出率： | 1 Hz 至 1 kHz（传感器直接模式） | ||
| （3）压力高度计 | |||
| 范围： | -1800 m to 10,000 m | 分辨率： | < 0.1 m |
| 噪声密度： | 0.01 hPa RMS | 采样率： | 25 Hz |
| （4）计算输出 | |||
| 姿态精度： | EKF 输出：±0.5° RMS 摇摆和俯仰，±0.1° RMS 航向（典型值 航向有效值（典型值） | ||
| CF 输出：±0.8° RMS 滚转和俯仰，±2° RMS 航向（典型值 航向有效值（典型值） | |||
| 姿态航向范围： | 360° about all axes | 姿态分辨率： | 0.05° |
| 姿态重复性： | 0.5° | 计算更新率： | 500 Hz |
| 计算数据输出率： | EKF 输出: 1 Hz to 500 Hz | ||
| CF 输出: 1 Hz to 1000 Hz | |||
| （5）运行参数 | |||
| 通信： | USB 2.0（全速）； | ||
| TTL 串行（3.0 V 直流，9,600 bps 至 921,600 bps，默认值 115,200) | |||
| 电源： | +3.2 to + 5.2 V dc | 功耗： | 360 mW (典型值), 500 mW (最大值) |
| 工作温度： | -40°C to +85°C | 机械冲击极限： | 500g/1ms 绝对最大存活率* |
| （6）物理规格 | |||
| 尺寸： | 38 mm x 24 mm x 9.7 mm | 重量： | 11 克 |
| 外壳材料： | 铝 | 符合法规： | ROHS、CE |
| MTBF： | 1,035,471 小时（Telcordia 方法 GM/35C） | ||
| （7）集成 | |||
| 连接器 ： | 数据/电源输出 | 数据/电源输出： | Micro-D9 Samtec FTSH 系列 |
| 软件： | 包括 SensorConnect 和 MIP Monitor 软件；兼容 Windows XP/Vista/7/8/10 | ||
| 数据通信协议 (DCP)： | 兼容 GX3、GX3、GX3 和 GX3 的协议。与 GX3、GX4、RQ1、GQ4、GX5、CX5 和 CV5 产品系列的协议兼容 | ||
| 软件开发工具包： | MicroStrain 通信库 (MSCL) 开放源代码许可包括完整的文档和示例代码 | ||
| 硬件开发套件： | 单独购买的选件规格 | ||
| *长期暴露在大于 2 倍满刻度范围内会导致永久性损坏。会导致永久性损坏。详见手册 详见手册 | |||
| 相关图纸 | |
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| 产品图 | 3DM-CV5-AHRS |
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| 尺寸图 | |
