IMU和磁力计

IMU

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

陀螺仪及加速度计是IMU的主要元件,其精度直接影响到惯性系统的精度。在实际工作中,由于不可避免的各种干扰因素,而导致陀螺仪及加速度计产生误差从初始对准开始,其导航误差就随时间而增长,尤其是位置误差,这是惯导系统的主要缺点。所以需要利用外部信息进行辅助,实现组合导航,使其有效地减小误差随时间积累的问题。为了提高可靠性,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。

一般情况,一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪,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,而陀螺仪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。在导航中有着很重要的应用价值。 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,如潜艇飞机和航天器的惯性导航设备等。

磁力计

磁力计(Magnetic、M-Sensor)也叫地磁、磁感器,可用于测试磁场强度和方向,定位设备的方位,磁力计的原理跟指南针原理类似,可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。所以,陀螺仪知道“我们转了个身”,加速计知道“我们又向前走了几米”,而磁力计则知道“我们是向西方向”的。所以在实际应用中,由于应用、误差修正、误差补偿需要,往往会结合使用上述传感器,充分利用每种传感器的特长,让最终的运算结果更准确,比如在Android中,会同时使用磁力计和加速计来运算出Orientation(方位计),运算出的方位信息需要同时结合磁场方向和方向运动情况才能得到。

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