MộtĐơn vị đo quán tính(IMU) là một thiết bị cảm biến đo lường và báo cáo lực cụ thể của một cơ thể, tỷ lệ góc, và đôi khi từ trường xung quanh cơ thể, sử dụng một sự kết hợp các máy tăng tốc, kính quay,và đôi khi các máy đo từ tínhNó thường được sử dụng để xác định vị trí, định hướng và vận tốc của một vật thể chuyển động mà không dựa vào các tham chiếu bên ngoài.Một IMU thường bao gồm:
Máy quay: cung cấp một tỷ lệ góc đo
Các máy đo tốc độ: cung cấp một lực đo cụ thể/động tốc
Máy đo từ tính (không cần thiết): đo điện từ xung quanh hệ thống
2. Một đơn vị đo lường quán tính (IMU) hoạt động như thế nào?
Máy đo tốc độ:Các máy đo tốc độ cung cấp các phép đo gia tốc dọc theo ba trục thẳng đứng (thường được đánh dấu là trục X, Y và Z).Điều này cho phép họ nắm bắt sự gia tốc tuyến tính của vật thể trong không gian ba chiềuVí dụ, trong một chiếc xe, máy đo tốc độ có thể đo tốc độ về phía trước / phía sau (dọc theo trục X), gia tốc bên (dọc theo trục Y) và gia tốc dọc (dọc theo trục Z).
Máy quay có thể phát ra dữ liệu vận tốc góc dọc theo trục quay. Chúng có thể đo tốc độ quay xung quanh trục X, Y và Z độc lập.Điều này cho phép xác định cách đối tượng quay hoặc thay đổi định hướng của nó trong không gian ba chiềuVí dụ, trong điện thoại thông minh, kính quay có thể phát hiện sự xoay của thiết bị khi người dùng xoay hoặc nghiêng nó theo các hướng khác nhau.
Magnetometer (không cần thiết):Magnetometer là một loại cảm biến đo cường độ và hướng của từ trường.Bằng cách cảm nhận từ trường, một máy đo từ tính có thể xác định hướng hoặc hướng của vật thể tương đối với phía bắc từ tính của Trái đất, bổ sung dữ liệu từ máy đo tốc độ và gyroscope.
3. Lợi thế và nhược điểm của IMU
Lợi ích của IMU
Không phụ thuộc vào môi trường bên ngoài:IMU có thể hoạt động độc lập và không bị gián đoạn bởi các tín hiệu bên ngoài, chẳng hạn như tín hiệu trong nhà, đường hầm, dưới lòng đất và các tín hiệu vệ tinh khác không thể bị che phủ hoặc can thiệp vào môi trường,và vẫn có thể hoạt động bình thường, cung cấp thông tin cần thiết cho định vị và định vị
Kích thước nhỏ và chi phí thấp:Với sự phát triển của công nghệ MEMS (hệ thống vi điện cơ học), khối lượng của IMU có thể được làm rất nhỏ, và chi phí tương đối thấp,và nó dễ dàng để tích hợp vào các thiết bị thu nhỏ khác nhau, chẳng hạn như điện thoại thông minh, thiết bị đeo, máy bay không người lái, vv
Tần số cập nhật cao: Thông thường dữ liệu vận tốc góc và gia tốc của vật thể được đo có thể được trả về ở tần số cao hơn (chẳng hạn như ≥ 100Hz),có thể theo dõi những thay đổi nhanh chóng trong trạng thái chuyển động của đối tượng trong thời gian thựcNó rất có lợi cho việc theo dõi và kiểm soát thời gian thực của các đối tượng động, chẳng hạn như trong kịch bản kiểm soát thái độ của máy bay và giám sát hiệu suất động của ô tô,và có thể phản hồi kịp thời thông tin chuyển động để đạt được kiểm soát chính xác.
Những nhược điểm của IMU
Sự tích lũy và trôi dạt lỗi:Lỗi đo IMU tích lũy theo thời gian, dẫn đến sự trôi dạt trong ước tính vị trí và thái độ.) và sự lây lan của lỗi trong quá trình tích hợpKhi được sử dụng trong một thời gian dài, lỗi tích lũy có thể trở nên lớn, ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo, và nó cần được hiệu chỉnh và điều chỉnh thường xuyên.
Có khả năng gây tiếng ồn:Đo IMU có thểcũng bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn từ các nguồn khác nhau, có thể dẫn đến dữ liệu kém đáng tin cậy hơn.Sự xáo trộn bên ngoài như rung động từ thiết bị gần đó hoặc nhiễu điện từ có thể ảnh hưởng tiêu cực đến các phép đọc của đơn vị đo quán tính.
Chuẩn đoán và bù đắp phức tạp:IMU thường đòi hỏi phải hiệu chuẩn phức tạp trước khi sử dụng để bù đắp cho sự thay đổi nhiệt độ, sự không phù hợp của cảm biến và các yếu tố khác.
4Làm thế nào để chọn một IMU
Hãy xem xét yêu cầu của bạn:Trước khi đi sâu vào các chi tiết cụ thể của các IMU khác nhau, điều quan trọng là phải hiểu ứng dụng của bạn.và robot công nghiệpMỗi ứng dụng có yêu cầu riêng về độ chính xác, kích thước, trọng lượng và tiêu thụ năng lượng. Ví dụ, một ứng dụng hàng không vũ trụ có thể ưu tiên độ chính xác và độ tin cậy cao,trong khi một thiết bị tiêu dùng có thể tập trung vào kích thước và chi phí.
Kích thước và trọng lượng:Tùy thuộc vào các hạn chế thiết kế của bạn, yếu tố hình dạng vật lý của IMU có thể là một yếu tố quan trọng, đặc biệt là cho các ứng dụng nhỏ gọn như thiết bị đeo.
Hãy xem xét các yếu tố môi trường:Nếu nhiệt độ môi trường ứng dụng thay đổi đáng kể hoặc hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cực cao, chẳng hạn như trong môi trường nhiệt độ cao hoặc thấp ngoài trời,để chọn một chức năng bù nhiệt độ tốt hoặc IMU không nhạy cảm với nhiệt độ, chú ý đến hệ số trôi nhiệt độ không thiên vị và các tham số khác để đảm bảo độ chính xác và ổn định của IMU ở nhiệt độ khác nhau.
5AVIC có thể giúp bạn như thế nào?
AVIClàmột nhà sản xuất chuyên nghiệpchuyên sản xuất các sản phẩm điện tử hàng không vũ trụ và các sản phẩm tích hợp dân sự-quân sự và cung cấp các dịch vụ tư vấn kỹ thuật và xuất khẩuđể giúp người dùng tận dụng tối đa các IMU của họ. ví dụ, các IMU của chúng tôi có các thuật toán hiệu chuẩn tiên tiến có thể giúp giảm trượt và tiếng ồn.Sản phẩm của chúng tôiChúng tôi cũng cung cấp một loạt các tính năng có thể giúp giảm thiểu những nhược điểm của IMU, chẳng hạn như:
Các thuật toán hiệu chuẩn tiên tiến giúp giảm trôi dạt và tiếng ồn.
Phần mềm mạnh mẽ có thể lọc tiếng ồn và cải thiện độ chính xác của các phép đo IMU.
AVIC là một lựa chọn tuyệt vời nếu bạn đang tìm kiếm mộtĐơn vị IMUcho ứng dụng của bạn.Chúng tôi cung cấp một loạt các sản phẩm và dịch vụ để giúp bạn chọn phù hợp nhất IMU
