早期的惯性测量单元是机械式陀螺仪,主要用于航海测量航向,后在二战时,德国飞弹采用陀螺仪确定方向和角速度,用加速度计测试加速度,从而控制飞行姿态,争取让飞弹落到想去的地方,但那时的仪器精度较低。而后1976年等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想,以及后来的激光陀螺仪,使得陀螺仪灵敏度高,工作可靠,使得其在飞机、航天器和船舶的控制和导航上得到普遍的应用。 但IMU推动极速发展的趋势还是采用MEMS制程的传感器,MEMS中文叫微机电系统( Micro-Electro-Mechanical System),借用微电子加工的方式把庞大的惯性测量单元做到几微米甚至更小的尺寸,除此以外,还能借助微电子加工的优势获得更低的功耗,更轻的重量,更好的量产性和一致性。凌思科技致力于提供先进的惯性导航系统,欢迎您的来电!北京LINS355惯性导航模块
IMU 全称Inertial Measurement Unit,中文叫惯性测量单元,是用来测量物体加速度、角速度、磁场,高度等的元器件。惯性测量元件包括多种传感器,比如倾角仪、加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等。而市面上一般IMU传感器是由一种或多种惯性测量单元组成,通过传感器融合算法,获得物体的运动、航向、姿态(滚动角、俯仰角和偏航角)等。 一般IMU传感器包括3轴、6轴、9轴甚至10轴IMU传感器,就是不同数量的测量单元组成。其中常见的6轴IMU传感器由三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪组成,9轴IMU传感器在3轴加速度计和3轴陀螺仪基础上增加了磁力计。10轴IMU传感器又新增了气压计,用于测量气压高度。上海LINS358惯性导航传感器厂家先进的惯性导航系统,就选凌思科技,用户的信赖之选,欢迎您的来电哦!
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。
采用MEMS制成的IMU传感器,尺寸通常为20微米至1mm,由于其物理尺寸小型化、价格低、节能性,在消费电子领域得到普遍应用。 根据不同的使用场景,对IMU的精度有不同的要求,精度高,也意味着成本高。 IMU的精度、价格和使用场景: 低精度IMU:应用在普通的消费级电子产品中,这种低精度的IMU十分廉价,普遍应用于手机、运动手表中,常用于记录行走的步数。 中精度IMU:应用于无人驾驶中,价格从几百块到几万块不等,取决于此无人驾驶汽车对定位精度的要求。 高精度IMU:应用于导弹或航天飞机。就以导弹为例,从导弹发射到击中目标,宇航级的IMU可以达到极高精度的推算,误差甚至可以小于一米。凌思科技致力于提供先进的惯性导航系统,期待您的光临!
IMU的标定过程主要涉及内参标定,其目的是消除或减少IMU系统内部产生的误差。IMU通常包含三轴陀螺仪和三轴加速度计,两者在测量原理和性能上有所不同。陀螺仪适合测量高速运动中的角速度,但存在零点漂移问题,易受温度等环境因素影响;加速度计则适合测量低频加速度,但数据易受震动影响。 内参标定的关键在于建立IMU误差的数学模型,主要包括零偏、尺度偏差和轴偏差。零偏是指IMU静止时测量的非零角速度或加速度;尺度偏差是由于物理量转换成电学量(如电压、电阻和电流)时,各轴之间的转换系数不一致;轴偏差则是由于制造过程中的不完美导致的。先进的惯性导航系统,就选凌思科技,让您满意,欢迎新老客户来电!北京LINS-I500惯性导航传感器价格
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惯性传感器是对物理运动做出反应的器件,如线性位移或角度旋转,并将这种反应转换成电信号,通过电子电路进行放大和处理。加速度计和陀螺仪是较常见的两大类MEMS惯性传感器。加速度计是敏感轴向加速度并转换成可用输出信号的传感器;陀螺仪是能够敏感运动体相对于惯性空间的运动角速度的传感器。三个MEMS加速度计和三个MEMS陀螺仪组合形成可以敏感载体3个方向的线加速度和3个方向的加速度的微型惯性测量组合(Micro Inertial Messurement Unit,MIMU),惯性微系统利用三维异构集成技术,将MEMS加速度计、陀螺仪、压力传感器、磁传感器和信号处理电路等功能零件集成在硅芯片内,并内置算法,实现芯片级制导、导航、定位等功能。北京LINS355惯性导航模块