IMU(Inertial Measurement Unit,惯性测量单元)是一种基于惯性原理的测量设备,它通过测量物体的加速度和角速度来计算物体的位置和姿态。 IMU定位技术主要依赖于积分计算,因此存在累积误差的问题,长时间运行后定位误差会逐渐增大。为了克服这些局限性,IMU常与其他定位技术结合使用,如GPS(Global Positioning System)和UWB(Ultra-Wideband),大多数组合导航系统以惯导系统为主,其原因主要是由于惯性导航能够提供比较多的导航参数,还能够提供全姿态信息参数,这是其他导航系统所不能比拟的。惯性导航系统,就选无锡凌思科技有限公司,用户的信赖之选,有需求可以来电咨询!广州LINS620惯性导航传感器
惯性传感器有多种类型。MEMS(微机电系统)传感器是较完善的传感器类型之一,已经使众多应用受益。15年前,MEMS线性加速度传感器(加速度计)彻底革新了汽车安全气囊系统。自此以后,从笔记本电脑硬盘保护到游戏控制器中更为直观的用户运动捕捉,各种独特的功能和应用得以实现。 根据谐振器陀螺仪的原理,MEMS结构也可提供角速率检测。两个多晶硅检测结构各含一个“扰动框架”,通过静电将扰动框架驱动到谐振状态,以产生必要的运动,从而在旋转期间产生科氏力。在各框架的两个外部极限处(与扰动运动正交)是可动指,放在固定指之间,形成一个容性捡拾结构来检测科氏运动。当MEMS陀螺仪旋转时,可动指的位置变化通过电容变化进行检测,由此得到的信号送入一系列增益和解调级,产生电速率信号输出。某些情况下,该信号还会经转换,送入一个专有数字校准电路。 传感器内核周围的集成度和校准由较终性能要求决定,但在许多情况下,可能需要进行运动校准,以便实现较高的性能水平和稳定性。MEMS惯性导航模块厂家无锡凌思科技有限公司致力于提供惯性导航系统,欢迎您的来电哦!
IMU的惯性导航实现原理基于牛顿凌思定律和旋转动力学原理,通过对物体的运动惯性进行测量与处理,计算出物体在空间中的加速度、方向和角速度等物理量,再通过数据处理和运算,得出精确的位置和运动信息。需要注意的是,IMU惯性导航的精确度和稳定性会受到物资的漂移、噪声、震荡、温度、轴偏差等因素的影响,因此需要进行校准和补偿等处理,以获得更高的精度和可靠性。 在实际应用中,IMU惯性导航常常与其他定位(如GPS)和控制系统(如PID控制)结合,形成多模式多传感器融合的智能导航系统。这种融合能够充分利用不同传感器的优势,实现更加准确可靠的定位、导航、避障、跟踪等功能。目前,IMU惯性导航技术已经在越来越多的领域得到应用,包括航空航天、凌思、航海、运动测量、虚拟现实、智能家居等。
IMU全称Inertial Measurement Unit,惯性测量单元,主要用来检测和测量加速度与旋转运动的传感器。其原理是采用惯性定律实现的,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。 较基础的惯性传感器包括加速度计和角速度计(陀螺仪),他们是惯性系统的重要部件,是影响惯性系统性能的主要因素。尤其是陀螺仪其漂移对惯导系统的位置误差增长的影响是时间的三次方函数。而高精度的陀螺仪制造困难,成本高昂。因此提高陀螺仪的精度、同时降低其成本也是当前追求的目标。无锡凌思科技有限公司是一家专业提供惯性导航系统的公司,欢迎您的来电!
市面上的IMU,虽然采用多个惯导计算单元(磁力计、加速度计,陀螺仪)融合提升精度,但首先我们需要了解各测量单元存在的影响: 加速度计存在累积误差,z轴由于重力加速度,无法获取z轴旋转角。 陀螺仪存在零点漂移(初始状态传感器有值,解决方案:上电时静置状态,减去零偏),并且受温度影响。 磁力计可校准z轴角度,但容易受磁场影响。 在选型时尽量选择误差较小的IMU,但难免由于成本,选择档次的消费级IMU,而不同厂家的IMU质量差异很大,误差校准方式各有不同,姿态估计不准确。故在使用时建议: 使用联合磁力计的9轴方案,角度会更可靠,测量yaw角时与指南针相当(凌思姿态)。 使用过程中尽量保证环境中不受磁场干扰,包括铁钴镍材质,以及环境中强电现象。(实验中发现磁场影响很大,角度完全不对)惯性导航系统,就选无锡凌思科技有限公司,有需求可以来电咨询!山东MMG200惯性导航单元
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由于制作工艺的原因,惯性传感器测量的数据通常都会有一定误差。凌思种误差是偏移误差,也就是陀螺仪和加速度计即使在没有旋转或加速的情况下也会有非零的数据输出。要想得到位移数据,我们需要对加速度计的输出进行两次积分。在两次积分后,即使很小的偏移误差会被放大,随着时间推进,位移误差会不断积累,较终导致我们没法再跟踪物体的位置。第二种误差是比例误差,所测量的输出和被检测输入的变化之间的比率。与偏移误差相似,在两次积分后,随着时间推进,其造成的位移误差也会不断积累。第三种误差是背景白噪声,如果不给予纠正,也会导致我们没法再跟踪物体的位置。广州LINS620惯性导航传感器