IMU 全稱Inertial Measurement Unit,中文叫慣性測量單元,是用來測量物體加速度、角速度、磁場,高度等的元器件。慣性測量元件包括多種傳感器,比如傾角儀、加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、氣壓計(jì)等。而市面上一般IMU傳感器是由一種或多種慣性測量單元組成,通過傳感器融合算法,獲得物體的運(yùn)動(dòng)、航向、姿態(tài)(滾動(dòng)角、俯仰角和偏航角)等。 一般IMU傳感器包括3軸、6軸、9軸甚至10軸IMU傳感器,就是不同數(shù)量的測量單元組成。其中常見的6軸IMU傳感器由三個(gè)單軸的加速度計(jì)和三個(gè)單軸的陀螺儀組成,9軸IMU傳感器在3軸加速度計(jì)和3軸陀螺儀基礎(chǔ)上增加了磁力計(jì)。10軸IMU傳感器又新增了氣壓計(jì),用于測量氣壓高度。先進(jìn)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng),就選凌思科技,有想法的可以來電購買先進(jìn)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)!北京LINS-G202慣性導(dǎo)航傳感器
IMU的標(biāo)定過程主要涉及內(nèi)參標(biāo)定,其目的是消除或減少IMU系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的誤差。IMU通常包含三軸陀螺儀和三軸加速度計(jì),兩者在測量原理和性能上有所不同。陀螺儀適合測量高速運(yùn)動(dòng)中的角速度,但存在零點(diǎn)漂移問題,易受溫度等環(huán)境因素影響;加速度計(jì)則適合測量低頻加速度,但數(shù)據(jù)易受震動(dòng)影響。 內(nèi)參標(biāo)定的關(guān)鍵在于建立IMU誤差的數(shù)學(xué)模型,主要包括零偏、尺度偏差和軸偏差。零偏是指IMU靜止時(shí)測量的非零角速度或加速度;尺度偏差是由于物理量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量(如電壓、電阻和電流)時(shí),各軸之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)不一致;軸偏差則是由于制造過程中的不完美導(dǎo)致的。北京LINS620慣性導(dǎo)航模塊凌思科技致力于提供先進(jìn)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng),竭誠為您服務(wù)。
早期的慣性測量單元是機(jī)械式陀螺儀,主要用于航海測量航向,后在二戰(zhàn)時(shí),德國飛彈采用陀螺儀確定方向和角速度,用加速度計(jì)測試加速度,從而控制飛行姿態(tài),爭取讓飛彈落到想去的地方,但那時(shí)的儀器精度較低。而后1976年等提出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設(shè)想,以及后來的激光陀螺儀,使得陀螺儀靈敏度高,工作可靠,使得其在飛機(jī)、航天器和船舶的控制和導(dǎo)航上得到普遍的應(yīng)用。 但I(xiàn)MU推動(dòng)極速發(fā)展的趨勢還是采用MEMS制程的傳感器,MEMS中文叫微機(jī)電系統(tǒng)( Micro-Electro-Mechanical System),借用微電子加工的方式把龐大的慣性測量單元做到幾微米甚至更小的尺寸,除此以外,還能借助微電子加工的優(yōu)勢獲得更低的功耗,更輕的重量,更好的量產(chǎn)性和一致性。
IMU的慣性導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)原理基于牛頓凌思定律和旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)原理,通過對物體的運(yùn)動(dòng)慣性進(jìn)行測量與處理,計(jì)算出物體在空間中的加速度、方向和角速度等物理量,再通過數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算,得出精確的位置和運(yùn)動(dòng)信息。需要注意的是,IMU慣性導(dǎo)航的精確度和穩(wěn)定性會(huì)受到物資的漂移、噪聲、震蕩、溫度、軸偏差等因素的影響,因此需要進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償?shù)忍幚恚垣@得更高的精度和可靠性。 在實(shí)際應(yīng)用中,IMU慣性導(dǎo)航常常與其他定位(如GPS)和控制系統(tǒng)(如PID控制)結(jié)合,形成多模式多傳感器融合的智能導(dǎo)航系統(tǒng)。這種融合能夠充分利用不同傳感器的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確可靠的定位、導(dǎo)航、避障、跟蹤等功能。目前,IMU慣性導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)在越來越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用,包括航空航天、凌思、航海、運(yùn)動(dòng)測量、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能家居等。 先進(jìn)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng),就選凌思科技,讓您滿意,期待您的光臨!
IMU全稱Inertial Measurement Unit,慣性測量單元,主要用來檢測和測量加速度與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳感器。其原理是采用慣性定律實(shí)現(xiàn)的,這些傳感器從超小型的的MEMS傳感器,到測量精度非常高的激光陀螺,無論尺寸只有幾個(gè)毫米的MEMS傳感器,到直徑幾近半米的光纖器件采用的都是這一原理。 較基礎(chǔ)的慣性傳感器包括加速度計(jì)和角速度計(jì)(陀螺儀),他們是慣性系統(tǒng)的重要部件,是影響慣性系統(tǒng)性能的主要因素。尤其是陀螺儀其漂移對慣導(dǎo)系統(tǒng)的位置誤差增長的影響是時(shí)間的三次方函數(shù)。而高精度的陀螺儀制造困難,成本高昂。因此提高陀螺儀的精度、同時(shí)降低其成本也是當(dāng)前追求的目標(biāo)。凌思科技先進(jìn)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)獲得眾多用戶的認(rèn)可。山東LINS355慣性導(dǎo)航傳感器廠家
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IMU標(biāo)定過程通常包括以下步驟: 產(chǎn)品良率檢測:確保IMU處于正常工作狀態(tài)。 內(nèi)部參數(shù)標(biāo)定:建立誤差模型,包括零偏、尺度偏差和軸偏差的估計(jì)。 Allan方差分析:用于確定IMU標(biāo)定所需的靜止時(shí)間。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集:在靜止和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下采集數(shù)據(jù),進(jìn)行多次循環(huán)以完成標(biāo)定。 參數(shù)估計(jì)與優(yōu)化:首先標(biāo)定加速度計(jì),然后是陀螺儀,通過較優(yōu)化算法(如LM算法)估計(jì)和優(yōu)化參數(shù)。 通過上述過程,可以有效地減少IMU的測量誤差,提高其在各種應(yīng)用中的性能。北京LINS-G202慣性導(dǎo)航傳感器