什么是 IMU？惯性测量单元工作和应用

术语IMU代表“惯性测量单元”，我们用它来描述测量工具的集合。当安装在设备中时，这些工具可以捕获有关设备移动的数据。IMU 包含加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器。

IMU 如何工作？

IMU 可以测量各种因素，包括速度、方向、加速度、比力、角速率以及（在磁力计存在的情况下）设备周围的磁场。

IMU 中的每个工具都用于捕获不同的数据类型：

- 加速度计：测量速度和加速度

- 陀螺仪：测量旋转和旋转速率

- 磁力计：建立基本方向（方向航向）

IMU 组合了来自几种不同传感器类型的输入，以便准确输出运动。

IMU 的用途是什么？

您通常会看到 IMU 用于导航设备或作为导航设备的组件，例如：

- 有人驾驶和无人驾驶飞机。连接（或机载）计算机可以使用IMU的测量值来计算高度和与参考系的相对位置，使其在飞机应用中非常有用。

- GPS定位系统IMU作为GPS定位系统的补充，允许导航设备在失去卫星连接时继续估计的位置和航向。

除了在导航中的明显应用之外，您还可以在运动检测发挥作用的几乎任何领域应用 IMU：

- 大多数智能手机、平板电脑和健身跟踪设备都包含低成本的 IMU

- IMU 涉及运动训练应用，例如，需要测量高尔夫或棒球挥杆的精确角度和力。

- IMU 驱动个人交通设备（如赛格威和悬浮滑板）的自平衡系统。

IMU 的缺点

IMU 的主要缺点是它们容易出现随时间累积的错误，也称为“漂移”。由于设备始终测量相对于自身的变化（而不是与绝对或已知的外部设备进行三角测量），因此IMU在其计算中不断舍入小部分，这些分数会随着时间的推移而累积。如果不加以纠正，这些微小的不精确性可能会累积成重大错误。

尽管如此，当与纠正技术或人工操作员结合使用时，IMU可以成为其他传感器的有益补充。在精密应用中，您可以将传感器悬挂在减震器上，以减少错误并保护设备。

IMU 传感器

IMU 是包含至少两种（通常是三种）类型的传感器的传感设备，用于测量主机设备在三维空间中的位置。它们是GPS或其他导航技术的宝贵补充。此外，它们还存在于包含运动传感器的各种消费电子产品（如智能手机）中。

在大多数消费类应用中，漂移的重要性可以忽略不计，因为IMU不需要高度的长期精度。在更精确的应用中，用户应确保传感器读数的准确性，并偶尔进行控制以校正漂移，尤其是在定位方面。