IMU惯性测量单元

《IMU惯性测量单元》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、北京七维航测科技股份有限公司BeijingSDiScience&TechnologyCo.,Ltd.IMU惯性测量单元【IMU惯性测量单元简单介绍】（英文：Inertialmeasurementunit，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。一般的，一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，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。在导航中用着很重要的应用价值。为了

2、提高可靠性，还可以为每个轴配备更多的传感器。一般而言IMU要安装在被测物体的重心上。【IMU惯性测量装置的工作原理】IMU惯性测量装置属于捷联式惯导，该系统有两个加速度传感器与三个方向的角速率传感器（陀螺）组成。以当地水平指北系统为例，惯性平台始终保持地平坐标系,安装在平台上的3个互相正交的加速度计分别测出沿东西、南北和垂直方向的加速度分量,并输入计算机。在消除加速度计误差、重力加速度和由于地球自转产生的科里奥利加速度影响后，得出运载体相对地平坐标系的位移加速度分量,再就t（从起始点到待测点的时间）进行两次积分，

3、并考虑初始速度值，就可解算出相对前一起始点的坐标变化量，同相应起始点的经度λ0、纬度0和高程h0累加，就得到待定点的坐标。电子计算机除了用观测数据计算点位坐标外，还根据一次积分后的速度分量和已知地球参数（仪器所在点的地球子午圈和卯酉圈曲率半径M和N，地球自转角速度ω），连续计算控制惯性平台的力矩信号W、W和W，以便实时跟踪所选定的地平坐标系。北京七维航测科技股份有限公司BeijingSDiScience&TechnologyCo.,Ltd.垂直加速度计的输出信号，实际是运载体垂直加速度与当地的重力加速度之和。当运

4、载体停止时，它的垂直加速度为零,这时从中消除非重力加速度之后,就得到当地的重力加速度。运载体在运动过程中，由计算机通过陀螺仪控制惯性平台，不断地按参考椭球面的曲率进动。由于加速度计误差、陀螺仪漂移和垂线偏差变化等因素的影响，运载体到达待测点停止时,平台将不平行于当地水平面,两个水平加速度计的输出不等于零。消除加速度计误差和陀螺仪漂移后，就得到相对于前一点的垂线偏差变化分量Δ和Δη的输出，加上前一点已知的垂线偏差分量0和η0，便得出待测点的垂线偏差分量和η。惯性平台的指北方位基准由方位传感器传递，经计算机可随时显示

5、平台外壳光学镜面法线的方位角Q,需要时可用自准直光学经纬仪引出。【IMU惯性测量单元测量精度】惯性测量的精度主要受加速度计和陀螺仪的影响，在行进过程中，采用运载体每隔相等时间停下来的方法，以提高测量精度。当运载体停止时，其运动加速度和速度应精确为零，利用这一信息，可以检核和改正前段随时间积累的误差，这一操作称为“零速更新”。【IMU惯性测量单元特点】安装在运载体上的惯性测量系统，不依赖外界的其他辅助设备，能快速而独立地测量多种定位和地球重力场参数，使作业效率大大提高。该系统可以全天候工作，不受大气折射的影响，不要

6、求相邻待测点之间通视，克服了传统大地测量所受的自然条件的限制。因此，惯性测量系统为大地控制网的加密和快速定位开辟了新的途径。惯性测量系统的缺点是仪器结构复杂,造价较高,维护工作繁重。但它仍是一种能满足军事测绘要求的全天候快速测量仪器。北京七维航测科技股份有限公司BeijingSDiScience&TechnologyCo.,Ltd.【IMU惯性测量单元运用范围】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、导弹和航天器的惯性导航设备等。【典型IMU

7、惯性测量单元技术指标】IMU440CA惯性测量单元产品描述：IMU440使用了基于MEMS技术的陀螺仪和加速度计，提供极具性价比的解决方案，是十多年在海陆空等方面应用经验的结晶。特点：·100Hz三轴角速率和加速度输出·高可靠性MEMS传感器·全温度范围补偿·宽温度范围和供电电压·电磁屏蔽抗振动封装应用：·车辆的导航与控制·UAV姿态稳定·车辆平衡测试北京七维航测科技股份有限公司BeijingSDiScience&TechnologyCo.,Ltd.指标IMU440CA-200注释性能更新率(Hz)2-100可选

8、启动时间(sec)<1角速率范围:滚动,俯仰,航向(°/sec)±200偏差:滚动,俯仰,航向(°/sec)<±0.75全温度范围比例因子精度(%)<1非线性(%FS)<0.5分辨率(°/sec)<0.06带宽(Hz)25-3dBpoint随机游走(°/hr1/2)<1加速度范围:X/Y/Z(g)<±4偏差:X/Y/Z(mg)<±15全温度范围比例因子精度(%)<1非线性