傳感器，一個耳熟能詳的詞。當人們聽到它時，他們可以立即將其與其他高科技設備聯系起來，下意識覺得產品是可靠的。隨著當今科技的發展，越來越多的不同的傳感器廣泛地使用在各種產品和領域中，但是在我們的生活中卻很難發覺對它們的依賴，比如在手機、汽車、自動水龍頭、自動門、生物識別以及其他許多的技術中，傳感器都起著關鍵作用，而我們卻極有可能沒有注意到它們在我們的生活大大小小的方面都發揮著重要作用。這其中就包括了慣性測量傳感器（更多地被稱為IMU），它是一個非常先進的傳感器，如圖所示的就是一個阿波羅IMU，其慣性參考坐標系陀螺儀（IRIGs,Xg,Yg,Zg）感應姿態變化，而脈沖集成下垂加速計（PIPAs,Xa,Ya,Za）感應速度變化。

?(https://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_measurement_unit)?

術語 "IMU "僅指傳感器，但從技術上講，它的輸出包括三種不同類型的傳感器的輸出，即陀螺儀、磁力計和加速計，主要用于計算和報告主體的確切受力、角速率以及方向。因此如果有人告訴你，你的設備裝有一個IMU傳感器，你要知道，整個傳感器大軍都在為你行動。此外，近年來，隨著技術發展也開始生產一些支持IMU的GPS設備，且IMU允許GPS接收器在GPS信號不可用的情況下工作，例如在隧道、建筑物內或有電子干擾時。

這種傳感器融合是通過結合兩個或更多的數據源來估計方向，以產生對系統的更好理解。多個傳感器或數據源意味著：

? 更多的一致性。

??更準確的數據。

??更好以及更廣的覆蓋面。

??比起單一數據源要更可靠。

??由于噪音較低而提高了數據的質量。

??更高效以及更好的校準。

??提高了可靠性。

??對還未測量的狀態可以有更好的估計。

它是如何工作的呢？

慣性測量單元（IMU）測量并報告原始或過濾的角速度，以及附著體所受的特定力或加速度。慣性測量單元的數據輸出通常是附著體加速度、角速率和（可選）磁場測量；它的功能是使用一個或多個加速度計檢測線加速度，使用一個或多個陀螺儀檢測轉速。

什么是加速度計？

加速度計用于測試載體的運動加速度，然后用于計算載體的實時位置，是一個測量結構的振動或運動加速度的設備；主要用于車輛電子穩定控制系統，以測量車輛的實際運動。

什么是陀螺儀？

陀螺儀，其實是一種軟件，它可用來確定一個物體在三維空間內的方向，主要測量繞三個軸的角速度，即俯仰（X軸）、滾轉（Y軸）和偏航（Z軸）。當與傳感器融合集成時，用于保持參考方向或在導航、穩定器等中維持穩定性。?

什么是磁力計?

磁力計用作航向參考。它們測量特定位置磁場的方向、強度以及其相對變化。

IMU 包括一個3軸加速度計和一個3軸陀螺儀，可看作一個 6 軸 IMU。（它們還可以包括一個額外的 3 軸磁力計，即一個9 軸 IMU）IMU 可直接測量線加速度和轉速，所以其輸出優于通過位置數據的時間導數獲得的加速度和速度。

另一個需要了解的重要的專業用語是，“陀螺儀傳感器”，它是感應角速度的設備，稱為角速率傳感器或角速度傳感器。（角速度是單位時間內旋轉角度的變化，一般用度每秒表示）。

對于內陸車輛而言，IMU 可以集成到基于 GPS 的汽車導航系統或車輛跟蹤系統中。例如，為系統提供航位推算能力，并能夠收集盡可能多的關于車輛當前速度、轉彎率、航向、傾斜度和加速度的準確數據，結合車輛的輪速傳感器輸出，如果有倒檔信號的話，還能更好的進行交通碰撞分析等。

航位推算

在航位推算中，可通過使用先前確定的位置、航向方向、速度數據的估計以及經過一段時間的航向，計算出車輛（或其他任何移動物體）的當前位置。其次，航位推算廣泛應用于慣性導航系統，因為它會提供非常準確的方向信息。高端汽車導航系統還通過使用航位推算來克服GPS/GNSS 技術的局限性，比如衛星微波信號在隧道、城市峽谷、停車場和樹木附近由于衛星視線受阻或多徑傳播而信號較少或信號缺失，等等諸如此類的問題。這種高端汽車配備了了解車輪周長并記錄車輪旋轉和轉向方向的傳感器，這些傳感器通常已經用于汽車的其他用途中，例如防抱死制動系統、電子穩定控制等，導航系統可以從控制器局域網總線讀取它們。

在 Influx，ReXgen2 IMU 版本具有類似的特征。它由內部加速度計和陀螺儀模塊組成。加速度輸出數據速率高達 6664 Hz，滿量程時的振動率為 ±2/±4/±8/±16 g。陀螺儀的角度輸出數據速率高達 1666 Hz，滿量程為±125/±250/±500/±1000/±2000 dps。Influx Technology 計劃推出 ReXgen 和 Rebel 系列記錄器，以支持使用 UBlox ADR 模塊的汽車航位推算。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的IMU: 惯性测量传感器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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