VM-i
微型航向姿态参考系统（AHRS）
Inertial Motion Sensing Technology Orientation . Position . Navigation
VM-i 是基于MEMS技术的低成本的，高性能三维姿态测量系统(AHRS) VM-i包含三轴陀螺仪、三轴加速度计（即IMU），三轴电子罗盘，GPS等辅助传感 器，通过内嵌的低功耗处理器输出校准过的角速度，加速度，磁数据等，通过 iMTFusion算法进行数据融合，实时输出以四元数、欧拉角等表示的零漂移三维运 动姿态数据
VM-i可广泛应用于航模无人机，机器人，摄像云台，天线云台，地面及水下设备， 虚拟现实，人体运动分析等需要低成本、高动态三维姿态测量的产品设备中
特点 高精度360 度全方位位置姿态输出 快速动态响应与长时间稳定性（无漂移，无积累误差）相结合 全固态微型 MEMS 惯性器件，三轴加速度、三轴角速度和三轴磁场强度计高度集成9DOF 快速更新率，多种可编程的数据输出模式（四元数，欧拉角，旋转矩阵等） 提供灵活的软件开发的编程接口，针对嵌入式的底层的通信接口以及应用层的DLL动态链接库，便开发到多种设 备以及应用 独创GPS/INS-GO功能，通过接入GPS卫星导航信号，用于高动态运行模式（固定翼无人机/ 高速车辆） 尺寸小，重量轻，功耗低
输出模式： 三维全姿态数据（四元数 / 欧拉角 / 旋转矩阵） 三维加速度 / 三维角速度 / 三维地磁场强度
性能表现 内置运动姿态传感器与辅助测量设备，通过高效的iMTFusion空间状态数据融合算法，实现实时高精度的姿态测量， 通过VMSENS公司对不同运动模式的分析，可以根据不同的运动状态设定使用环境，更加切合多种不同的应用场合 需求，通过外部输入GPS信号，对加速度进行补偿，实现高动态下的运动姿态测量
无人飞行器
摄像/ 天线云台稳定
机动车辆
系统技术指标参数 动态范围 ± 360 deg - Pitch/ -Roll/ -Heading 加速度 ±20/ 50/160 m/s² (±2/ 5/ 16g) 角速度 ±450/ 1200/ 2000°/sec 静态精度 俯仰/横滚 < 0.5 deg 静态精度 航向1 < 1 deg 动态精度2 2 deg RMS 角度分辨率 0.05 deg 最大更新率 120 Hz 1 无干扰磁场环境下测量 2 在VMSENS数据融合算法下测定，取决于运动类型
独立传感器性能指标 维度 满量程 (标准值) 线性度 Gyro bias stability 噪声（Noise） Alignment error Axis-to-axis Alignment error Axis-to-frame Linear Acceleration Effect on Bias
陀螺仪 三轴 ± 2000 deg/s（Max） 0.2% of FS < 0.025 deg/s （25︒） 0.03 deg/s/√Hz 2% 0.1 °/sec/g
物理参数 环境温度 典型环境 尺寸（WxLxH） 重量
-20.... +60 oC 0.... +40 oC 59×34×14 mm 32 g
加速度计 三轴 ± 50 m/s² 0.2% of FS
磁场计 三轴 ± 450 mGauss 0.1% of FS
250 μg/√Hz rms 0.1 deg 1 deg
0.5 mGauss (1σ) 0.25 deg 0.5 deg
软件系统集成 VMSENS SDK 是针对不同设备的扩展开发工具集，VMSENS SDK允许用户根据自己的需要设置VMSENS的姿态测量设备，读取、存储和显示实时 的姿态和传感器数据，SDK的开放API接口，通过命令设置和软件开发实例，允许用户简单、方便用户根据的需要开发适合应用程序 COM-Object API和 DLL API 应用程序开发接口 （适用Windows平台C++/ C#/ Java/ VB等多种语言开发） COM-Object 组件完成复杂的系统开发任务而提供的高级程序开发接口， 通过COM-Object组件用户可以快速的开发属于自己的专属应用程序， 使得程序和系统设计者可以更加关注您系统的设计 DLL API应用程序开发接口是VMSENS提供的针对小型的程序开发任务 提供的开发接口，开发者通过使用DLL API可以简单迅速的开发您所需 要的应用程序，实现功能需求，同时DLL API也是绝大多数程序设计者 习惯使用的开发方式 VMSENS C lib 手持嵌入式设备开发底层通信接口 为满足运动姿态测量产品在嵌入式产品上的开发与应用，VMSENS推 出了专为嵌入式开发提供的C Lib库文件，通过VMSENS C Lib，用户可 以在不同的嵌入式设备上开发用程序，使用C Lib可以保证用户无需桌 面开发平台就可以完成姿态测量、校准等桌面系统才能完成的工作
Sour Code开发示例源代码 VMSENS提供了多种类型的应用程序接口演示实例源代码，其中包括 C++/ C#等，使得开发人员可以快速上手使用 VMSENS Motion Tracker Network Manager MTN 是一款针对VMSENS的无线运动姿态测量产品的图形化管理软件， 通过MTN 配合VMSENS无线基站，用户可以很轻易的读取，存储和显 示实时的姿态数据，并且运动数据可以通过多种可视化的图形界面呈 现给给系统开发人员 iMT™ inertial Motion Tracking 针对诸多普遍具有共性的功能性应用中精简出来的功能集合，通过 iMT的软件模块接口，非专业开发人员可以轻松调用组件模块，采用 类似于搭积木的方式，通过组件模块的方式调用集成就可以实现需要 集成的运动姿态测量与分析功能
运行环境需求
第三方开发支持
操作系统： Windows 7/ VISTA/ XP SP3 处理器：Intel双核处理器，大于2.4GHz USB 接口：连接数据采集器
High Level Interface COM interface VMC Level-1
DLL interface
Windows Platform Application e.g. VMSENS Explorer, Matlab, Lab VIEW, etc
Low Level Communication Interface VMC Level-2
VMSENS C lib and head files
VMC Level-3
Command Interface
VMC Level-4
Hardware Interface
VMSENS Devices
VM- i开发套件包含内容： • • • • • •
VM-i运动姿态测量单元 数据接口数据线 USB 数据转换适配器 用户手册及开发文档 VMSENS 软件开发套件 工程防护箱
Embedded Application Or NOOS application e.g. WinCE, Linux, MCU communication interface, etc
VMSENS device Included: VM-I, VMBT, VM-OEM, etc
应用领域 无人机，航模，飞艇，水下设备 •控制稳定 AUV/ROV/UUV •水下定位设备姿态校准 VMSENS提供目前最小集成度最高的的商业化AHRS系统，非常适合安装在航拍无人机， 飞艇，小型飞行器等对重量敏感的设备上，通过使用VMSENS的AHRS产品可以实现这 些设备的姿态校准和自动稳定，确保无人机，小型飞行器的空间姿态测量控制稳定， 内置的地磁传感器可以保证在任何时候保持航向不变，即使在在发生碰撞等剧烈运 动的时候仍然知道自己姿态，能做出迅速的调整，确保设备的正常运行
机动车辆 •特种机动车辆无盲区导航 •无人机车驾驶运动状态稳定与测量
微型机器人控制 •机器人姿态测量与运动感知 •双足类人机器人平衡控制 使用VMSENS产品提供的微型化尺寸，更容易集成到微型机器人系统上，通过高精准 度的测量机器人的三维姿态及运动状态，告知机器人当前的姿态和运动状态，通过 配合其他辅助设备，如图像识别技术，控制机构，可帮助机器人迅速的完成设定任 务。VMSENS公司提供的VM-OEM定制产品，紧凑的设计尺寸可以很容易的嵌入到微 型机器人的控制设备中，丰富的外部接口和数据输出方式可以使得机器人的设计更 加便捷，控制更加精准
云台稳定 •网络基站/雷达/卫星天线云台姿态控制与稳定 •航拍/监控/摄像云台姿态测量与稳定 VMSENS产品具有的超小体积和重量可以集成到各种需要云台测量与稳定系统中，尤 其是在微型云台系统，其中包括无线网络基站、雷达系统、卫星定向天线等， VMSENS提供的超小型化设计，以及高响应频率和高角速度测量范围可以保证云台进 行360度全向追踪，从而保证拍摄图像拍摄的质量以及天线定向以及扫描的稳定性
GPS/ INS Go 特点 满足高动态情况下的运动姿态测量 灵活构建辅助卫星定位系统 ( GPS /北斗/ GLONASS / Galileo ) 对圆锥效应产生的姿态误差进行补偿 GPS/INS GO是VMSENS一个功能性底层固件，用以应对 更大的动态应用要求的场合，例如高速机动车辆、固 定翼无人机等需要大高动态环境下的姿态测量需求 用于VM-i的GPS/INS GO卡尔曼滤波器是一种“松散耦 合”滤波器，通过微型定位系统的提供的位置和速度 信息给卡尔曼滤波器用于纠正惯性系统的位置和速度， 用以解决圆锥效应的影响。 通过嵌入的扩展卡尔曼滤波算法，VM-i提供无与伦比 的很高的动态情况下的姿态和位置测量精度，用以满 足客户的多样化需求。 在满足高动态应用环境的同时， GPS/INS GO功能提供 给用户一个自由选择卫星定位通信系统的灵活方案， 用户可以根据使用的具体环境选择GPS， 北斗， GLONSS， Galileo等不同的定位方式。
定位信息
卫星定位信号
灵活选择GPS/ 北斗/ GLONASS卫星接收机
系统集成控制板
实时输出三维姿态信息 四元数/ 欧拉角/ 旋转矩阵 三维导航信息 速度 位移 测量数据原始值 加速度/ 陀螺仪/ 磁强计/ 卫星状态等
所有VM-i用户都可以免费升级更新到具有GPS/INS GO 功能的底层固件，为用户最大获取 系统设计的灵活性
微迈森惯性技术开发（北京）有限公司是一家专业的惯性运动追踪与人体动作捕 捉系统（Motion Capture）解决方案供应商。 公司产品包括多种小型的运动追踪与姿态测量传感器设备（Motion Tracker/ AHRS/
GPS-INS）与惯性人体运动捕捉系统（Motion Capture），利用VMSENS提供的MOX 惯性人体运动捕捉系统，不需要任何外部照相机即可进行三维动画制作、虚拟现 实、模拟仿真训练和人体运动测量，是动作捕捉应用的首选产品。
微迈森惯性技术为全球客户提供的运动追踪技术解决方案，目前被广泛应用在无 人飞行器、平台稳定、机器人、机动车辆、数字互动媒体娱乐、虚拟现实、仿真 训练与人体运动科学等领域。
VMSENS 运动姿态测量系列产品在各种需要运动姿态追踪测量与分析领域具有广泛的 创新空间，可以满足各种不同的应用领域需求，通过VMSENS 提供的完备的软件开发 环境和高性能姿态测量单元，用户能够更加快速的开发应用产品
工业应用
互动娱乐
虚拟仿真与训练
运动科学
无人机
3D动画制作
仿真训练
生命科学研究
机动车辆
动画制作
虚拟装配
康复医疗
机器人
体感游戏
3D 虚拟互动
体育竞技训练
船舶姿态
三维影视广告
多自由度运动仿真装
人体运动分析测量
飞行仪表
备
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