惯性测量单元

惯性测量单元(英语:Inertial measurement unit,简称IMU)是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。

一个法国制造使用机械传感器的IMU

一般的,一个IMU内会装有三轴的陀螺仪和三个方向的加速度计,来测量物体在三维空间中的角速度和加速度,并以此解算出物体的姿态。为了提高可靠性,还可以为每个轴配备更多的感测器。一般而言IMU要安装在被测物体的重心上。

IMU大多用在需要进行运动控制的设备,如汽车和机器人上。也被用在需要用姿态进行精密位移推算的场合,如潜艇飞机导弹航天器的惯性导航设备等。

操作原理

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IMU透过一或多个加速规去侦测加速度,以及一或多个陀螺仪[1]去侦测转动率。有些元件甚至具备磁力仪以用于航向参考。典型的配置是在每一个方向轴上各采用了一颗加速规、一颗陀螺仪和一颗磁力仪,以对应偏航、俯仰、翻滚三种不同的姿态主轴。

应用

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IMU通常被整合到惯性导航系统中,后者利用原始IMU测量值来计算姿态、角速率、线速度以及在全局参考系的位置。

IMU 还在许多消费类产品中用作方向传感器。几乎所有的智能手机和平板电脑都搭载IMU作为方向传感器。

参考资料

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  1. ^ Iosa, Marco; Picerno, Pietro; Paolucci, Stefano; Morone, Giovanni. Wearable inertial sensors for human movement analysis. Expert Review of Medical Devices. 2016, 13 (7): 641–659. ISSN 1743-4440. PMID 27309490. S2CID 205908786. doi:10.1080/17434440.2016.1198694. hdl:11573/1478060.