慣性測量單元

慣性測量單元

包含了三個單軸的加速度計和三個單軸的陀螺,加速度計檢測物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號,而陀螺檢測載體相對於導航坐標系的角速度信號,測量物體在三維空間中的角速度和加速度,並以此解算出物體的姿態。在導航中用著很重要的套用價值。

慣性測量單元

 (英文:Inertialmeasurementunit,簡稱IMU)是測量物體三軸姿態角(或角速率)以及加速度的裝置。  

 一般的,一個IMU包含了三個單軸的加速度計和三個單軸的陀螺,加速度計檢測物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號,而陀螺檢測載體相對於導航坐標系的角速度信號,測量物體在三維空間中的角速度和加速度,並以此解算出物體的姿態。在導航中用著很重要的套用價值。

為了提高可靠性,還可以為每個軸配備更多的感測器。一般而言IMU要安裝在被測物體的重心上。 

IMU大多用在需要進行運動控制的設備,如汽車和機器人上。也被用在需要用姿態進行精密位移推算的場合,如潛艇、飛機、飛彈和太空飛行器的慣性導航設備等。

慣性測量裝置IMU的工作原理  

 慣性測量裝置IMU屬於捷聯式慣導,該系統有兩個加速度感測器與三個速度感測器(陀螺)組成,加速度計用來感受飛機相對於地垂線的加速度分量,速度感測器用來感受飛機的角度信息,該子部件主要有兩個A/D轉換器AD7716BS與64K的E/EPROM存儲器X25650構成,A/D轉換器採用IMU各感測器的模擬變數,轉換為數字信息後經過CPU計算後最後輸出飛機俯仰角度、傾斜角度與側滑角度,E/EPROM存儲器主要存儲了IMU各感測器的線性曲線圖與IMU各感測器的件號與序號,部品在剛開機時,圖像處理單元讀取E/EPROM內的線性曲線參數為後續角度計算提供初始信息。

IMU的具體實物見圖。

IMU內部圖IMU內部圖
IMU外觀圖IMU外觀圖

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