慣性測(cè)量單元IMU將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過這篇文章，小編希望大家可以對(duì)慣性測(cè)量單元IMU的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、慣性測(cè)量單元IMU分析

IMU可獲得載體的姿態(tài)、速度和位移等信息，被廣泛用于汽車、機(jī)器人領(lǐng)域，也被用于需要用姿態(tài)進(jìn)行精密位移推算的場(chǎng)合，如潛艇、飛機(jī)等慣性導(dǎo)航設(shè)備中。

IMU模塊IMU的定義及功能慣性測(cè)量單元被定義為“無(wú)需外部參考的可測(cè)量三維線運(yùn)動(dòng)及角運(yùn)動(dòng)的裝置”。通常情況下，每套慣性測(cè)量裝置包含三組陀螺儀和加速度傳感器，分別測(cè)量三個(gè)自由度的角加速度和線加速度，通過對(duì)加速度的積分和初始速度、位置的疊加運(yùn)算，得到物體在空間位置中的運(yùn)動(dòng)方向和速度，結(jié)合慣性導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)定，對(duì)航向和速度進(jìn)行修正以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能。

目前來(lái)說(shuō)，市面上存在的IMU以6軸與9軸為主。6軸IMU包含一個(gè)三軸加速度傳感器，一個(gè)三軸陀螺儀;9軸IMU則多了一個(gè)三軸的磁力計(jì)。另外，對(duì)于采用MEMS技術(shù)的IMU，一般還內(nèi)置有溫度計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的溫度校準(zhǔn)。

無(wú)論是6軸或9軸IMU，都可實(shí)時(shí)的輸出三維的角速度信號(hào)與加速度信號(hào)，以此解算出物體的當(dāng)前姿態(tài)。這在在平臺(tái)穩(wěn)定與導(dǎo)航中有著重要的應(yīng)用價(jià)值。汽車上的IMU裝置IMU的廣泛應(yīng)用IMU大多用在需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)備，如汽車和機(jī)器人上，也被用于需要用姿態(tài)進(jìn)行精密位移推算的場(chǎng)合，如潛艇、飛機(jī)、導(dǎo)彈和航天器的慣性導(dǎo)航設(shè)備等。

與其他導(dǎo)航系統(tǒng)相比，慣導(dǎo)系統(tǒng)同時(shí)具有信息全面、完全自主、高度隱蔽、信息實(shí)時(shí)與連續(xù)，且不受時(shí)間、地域的限制和人為因素干擾等重要特性，可在空中、水中、地下等各種環(huán)境中正常工作。

二、慣性測(cè)量單元在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用

通過上面的介紹，想必大家對(duì)慣性測(cè)量單元已經(jīng)具備了清晰的認(rèn)識(shí)。在這部分，我們主要來(lái)了解一下慣性測(cè)量單元在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用。

自動(dòng)駕駛的核心包括定位、感知、決策和執(zhí)行四個(gè)部分，其中定位是決策和執(zhí)行的前提。定位系統(tǒng)的主要功能是確定車輛的絕對(duì)位置;感知層的主要功能是收集和分析周圍環(huán)境的信息;決策層基于對(duì)當(dāng)前位置和周圍環(huán)境的了解，實(shí)時(shí)制定安全有效的執(zhí)行計(jì)劃;執(zhí)行層按照決策層的計(jì)劃進(jìn)行。

定位系統(tǒng)主要基于高精度地圖，通過慣性測(cè)量單元(IMU)和全球定位系統(tǒng)(GNSS)，準(zhǔn)確定位車輛的絕對(duì)位置。慣性導(dǎo)航是一項(xiàng)不可替代的關(guān)鍵定位技術(shù)，將成為自動(dòng)駕駛定位信息融合的中心。 IMU具有不間斷輸出信息、不受外界干擾的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。它可以確保車輛運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨時(shí)高頻輸出，為決策中心提供連續(xù)的車輛位置和姿態(tài)信息，這是任何傳感器都無(wú)法比擬的。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用還處于起步階段，短期內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力主要體現(xiàn)在算法上。該算法包括對(duì)MEMS慣性傳感器的校準(zhǔn)、速度、加速度、航向和姿態(tài)的確定等硬件信息的處理，以及與其他傳感器信息和車身信息的融合等主要模塊。算法的好壞決定了傳感器能否發(fā)揮出最佳性能，也決定了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力在于慣性傳感器芯片。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)水平的提高，對(duì)MEMS慣性傳感器芯片的性能要求將不斷提高;同時(shí)，隨著慣性導(dǎo)航系統(tǒng)算法的不斷成熟，通過算法優(yōu)化提升系統(tǒng)性能的空間越來(lái)越小。對(duì)芯片硬件性能的依賴程度也會(huì)相應(yīng)增加。 MEMS慣性傳感器芯片的設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試和校準(zhǔn)將成為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

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