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IMU小课堂(1) IMU是什么?

IMU 惯性测量单元(Inertial Measurement Unit) 在我们日常生活中随处可见,我们无时不刻在享受IMU给我们带来的便利。

内置在iPhone4里IMU 芯片AGD1 2022 FPGAQ

早在2010年,苹果公司iPhone 4新加入3轴陀螺仪,配合iPhone标配的加速度计,提供6个轴向的动作感应功能,引领各大手机厂商跟进,IMU逐渐广泛的进入消费电子领域。比如现在我们使用的智能手机、智能手表、平板电脑、智能耳机等等。IMU如此贴近我们生活,可IMU到底是什么呢?

IMU(Inertial Measurement Unit)即惯性测量单元,其原理利用惯性定律实现,主要用来检测和测量加速度与旋转运动的传感器。这些传感器从超小型的的MEMS传感器,到测量精度非常高的激光陀螺,无论尺寸只有几个毫米的MEMS传感器,到直径几近半米的光纤器件采用的都是这一原理。

狭义上,一个IMU内在正交的三轴上安装陀螺仪和加速度计,共6个自由度,来测量物体在三维空间的角速度和加速度,这就是我们熟知的”6轴IMU”;广义上,IMU可在加速度计和陀螺仪的基础上加入磁力计,就形成了”9轴IMU”。

增加了磁力计的9轴传感器又被称为AHRS 航姿参考系统(Attitude and Heading Reference System)。因为航向角有地磁场的参考,所以不会漂移,广泛用于航空航天、汽车导航等领域。

加速度计:检测载体坐标系统独立三轴的加速度信号;

陀螺仪:检测载体相对于导航坐标系的角速度信号;

磁力计:用卡尔曼或者互补滤波等算法为用户提供拥有绝对参考的俯仰角、横滚角和航向角。

今天的分享先到这里,下期小课堂我们将分享“IMU能做什么?”,敬请关注我们的公众号imumaster。