【MTi-300】荷蘭XSENS慣性AHRS航姿系統

原標題：【MTi-300】荷蘭XSENS慣性AHRS航姿系統

Xsens MTI 10慣性位置追蹤器

1、 全360 方向，無安裝限制

2、 高抗震動、磁場畸變和加速度性

3、 溫度、3D失准和感測器交叉感應的獨立校準

4、 至少有3個GP10，允許多個同步選項

MTI-10系列是MEMS姿態和航向參考系統的可靠行業標準。 MTI-10系列為系統集成商提供了三種不同的集成水平（IMU，VRU，

AHRS）選擇。

MTI-10系列是Xsens公司的基本產品線，包括：

MTI-10 IMU：慣性測量單元

MTI VRU-20：垂直參考單位

MTI-30的AHRS：姿態和航向參考系統

MTI-30的多核心處理單元提供無漂移3D定位數據，以及校準3D加速、3D轉彎速率和3D地球磁場數據。

產品線

MTI-10系列提供三個集成水平型號：一個IMU，一個VRU和一個AHRS。10-IMU提供感測器數據，也可提供delta_q 和delta_vel 數

據。產品採用MTI出色的信號處理管道，為用戶設計自己的融合濾波演算法提供了一個高性能的設備。20-VRU除MTI感測器數據外，

還提供重心參考橫滾和俯仰，以及無參照方向。 30-AHRS AHRS為一款全3D設備，同樣提供參考磁航向。

信號處理通道

MTI-10系列產品全部採用了相同的最先進的信號處理管道，加速度計帶寬高達375赫茲，陀螺儀高達415赫茲。10千赫的過採樣率

和一個衰減陡峭的低通數字濾波器，確保高抗振動性能。圓錐和划船補償運行達到業界領先的2千赫。所有內部感測器配有一個內置

的自檢。

Xsens卡爾曼濾波（XKF3i）

XKF3i為成熟的感測器融合演算法，提供MTI-20 VRU和MTI-30 AHRS高可靠性能的方向。發散監測器是XKF3i的一個重要組成部分，

確保即使在加速度和磁場扭曲下也會保持正確的方向。XKF3i自帶多個過濾器設置配置文件，在特定的條件和環境下使用。

硬體設計

MTI-10系列提供兩款不同外型的版本。封裝防護等級為IP67，9針高品質的推拉式連接器提供用戶友好的安裝與連接。鋁陽極氧化

外殼（57x42x23毫米）提供7個對齊孔位，以確保準確的安裝。 9針連接器採用串列連接、USB連接和3個GPIO。對於需要更高靈

活性的客戶，還可以選擇24針的OEM板，尺寸為37x33x12毫米，重量只有11克。MTI-10系列和高性能的100系列（包括MTi-G）的

所有產品完全可以互換，無需軟體或硬體的更換。

MT開發工具包

新用戶首先需要了解MT 開發工具包，包括一個MTi測量設備，一份校準證書，一本用戶手冊，一根RS232（USB數據線）及用戶友

好型界面的MT 軟體開發包（SDK）。用戶使用該開發工具包能夠充分利用MTx的各項功能，並將MT綜合應用到現有系統當中。此外，您還將擁有自己的測量設備，並在數分鐘之內開始運行，啟動您的研發工作。

輸出

3D方向（360°，歐拉角，四元數，矩陣）

3D delta_q和3D delta_vel

3D加速度、3D轉彎率、3D磁場、氣壓

感測器組件讀數（2 kHz），包括（陀螺儀）溫度

詳細的狀態字

不同的時間戳記

產品系列

MTI-10系列為MTI系列產品的一部分： MTI 10系列和100系列（包括MTI-G-700 GPS / INS）。所有這些產品的介面軟體和機械安裝

完全可以互換。

這兩個系列雖然具有相同的軟體和硬體介面，也仍然存在幾個顯著差異。

陀螺儀：MTI-10系列採用偏置穩定性為18 o/h的工業陀螺儀。MTI-100系列採用了最新的振動抑制陀螺儀，運行偏置穩定性為

10o/h，雜訊密度和g靈敏度也有顯著降低。後一款產品從而具有更高的抗振動性、磁場畸變環境中更好的方向性，以及整體上更為

可靠的方位。

感測器融合演算法：MTI 10系列的定向計算採用了經過驗證的 Xsens卡爾曼濾波器（XKF3i）的感測器融合演算法。而MTI-100系列使

用Xsens評估引擎（XEE）估計方向和位置，為一款功能強大的工具，超越了傳統的卡爾曼濾波的感測器融合演算法。 XEE更為靈

活，並且能夠更好地處理測量離群或畸變項。

MTI-100系列的校準是更廣泛的，充分受益於所有規格的陀螺儀。

MTI-100系列包括MTI-G-700 GPS / INS，為該系列產品（Xsens MTI-G，於2007年推出）中首款GPS / IMU集成產品的繼任者。

MTi-G-700為GPS輔助定位，所以長久加速無影響。當GPS暫時不可用時，INS會及時填補GPS中斷的空缺，並確保獲得相比GPS

位置和速度更高的完整性。由此產生的位置更新速率最高可達400 Hz。

MTI-10系列開發套件

建議新用戶首先使用MT開發套件。該開發套件包含MTI-10 IMU、MTI-20 VRU或MTI-30 AHRS，USB數據線，一個手提箱和一個

USB快閃記憶體驅動器（內含軟體開發工具包）。

MT軟體開發工具包的更多信息，可參見如下內容：

MT軟體開發工具包

MT軟體開發工具包可以對Xsens的產品進行控制，藉助該軟體，用戶可以根據具體應用要求對MTx、MTi和MTi-G動作跟蹤器進行輕

松設置和調試。軟體包含專用圖形界面、各種操作系統的驅動程序、以及源代碼和技術文件等其他有用工具。

雖然很容易通過MTI XBUS設立低級別的協議，通信容易與Xsens公司設備API（XDA）完全調用C代碼。 MT SDK開發工具包括以下

內容：

C++ 封裝包

C和C++ 示例

32位和64位系統的DLL。

MTi 擴展文件，XBus協議和SDK文檔（PDF和HTML）

該通信介面適用於所有產品（MTi-10系列和MTi-100系列，包括MTI-G-700 GPS/ INS）

MT Manager

MT Manager是一款Windows應用程序，可以對Xsens運動追蹤器的全部功能進行控制和查詢。該工具可以幫助用戶熟悉、設置並

分析動作跟蹤器。MT管理器還可以記錄和播放MT數據。

所有MT數據的實時可視化

日誌記錄、數據導出和再處理

在固件中更改和保存設置

MT開發工具

Xsens通信MT（CMT）API可以節省Xsens動作跟蹤器與Windows環境的連接時間。直接連接方式具有極強的控制能力和靈活性。

用戶可以根據實際需要對示例代碼進行輕鬆修改，以滿足應用要求。

::: 應用範圍 :::

適用於機器人、航空航天、自動車輛、海洋產業、鑽孔業、汽車和摩托車體育運動等諸多領域。

::: 技術特徵 :::

3款產品：MTi-10 IMU、MTi-20 VRU 和 MTi-30 AHRS

MTI-10 IMU：慣性動態數據（轉彎率/ 加速度或delta_q/delta_vel）及磁場數據

MTI VRU-20：10-IMU數據和重力參照滾動和俯仰

MTI AHRS-30：20 VRU數據和磁場參照方向

全360 o方向，無安裝限制

板載多核心處理單元，提供多用戶定義輸出

圓錐和划船補償（2 kHz）delta_q和 delta_vel數據

高抗振動、磁場畸變和加速度性

輸出速率高達400 Hz，感測器組件讀數高達2 kHz

溫度、3D失准和感測器交叉感應的獨立校準

至少有3個GPIO，允許多個同步選項

::: 產品規格 :::

系統規範 Xsens MTI 10慣性位置追蹤器

輸入電壓： 4.5-34V或3V3

典型功耗： 480-570 mW

IP防護等級： IP 67 （封裝）

工作溫度： -40到85oC

振動與衝擊： MIL STD-202；2000g

採樣頻率： 10 千赫/通道 (60 kS/s)

輸出頻率： 最高2千赫

延時： <2毫秒

介面： RS232/422/UART/USB（沒有轉換器）

標準的全系列陀螺儀： 450o/s

標準的全系列acc： 50m/s2

陀螺儀運行中偏置穩定： 18o/h

陀螺儀帶寬： 415赫茲

ACC帶寬： 375赫茲

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