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

一、慣性測量單元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量單元被定義為“無需外部參考的可測量三維線運動及角運動的裝置”。通常情況下，每套慣性測量裝置包含三組陀螺儀和加速度傳感器，分別測量三個自由度的角加速度和線加速度，通過對加速度的積分和初始速度、位置的疊加運算，得到物體在空間位置中的運動方向和速度，結(jié)合慣性導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)的運動軌跡設(shè)定，對航向和速度進(jìn)行修正以實現(xiàn)導(dǎo)航功能。

目前來說，市面上存在的IMU以6軸與9軸為主。6軸IMU包含一個三軸加速度傳感器，一個三軸陀螺儀;9軸IMU則多了一個三軸的磁力計。另外，對于采用MEMS技術(shù)的IMU，一般還內(nèi)置有溫度計進(jìn)行實時的溫度校準(zhǔn)。

無論是6軸或9軸IMU，都可實時的輸出三維的角速度信號與加速度信號，以此解算出物體的當(dāng)前姿態(tài)。這在在平臺穩(wěn)定與導(dǎo)航中有著重要的應(yīng)用價值。汽車上的IMU裝置IMU的廣泛應(yīng)用IMU大多用在需要進(jìn)行運動控制的設(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)同時具有信息全面、完全自主、高度隱蔽、信息實時與連續(xù)，且不受時間、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、慣性測量單元在自動駕駛中的應(yīng)用

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

自動駕駛的核心包括定位、感知、決策和執(zhí)行四個部分，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;決策層基于對當(dāng)前位置和周圍環(huán)境的了解，實時制定安全有效的執(zhí)行計劃;執(zhí)行層按照決策層的計劃進(jìn)行。

定位系統(tǒng)主要基于高精度地圖，通過慣性測量單元(IMU)和全球定位系統(tǒng)(GNSS)，準(zhǔn)確定位車輛的絕對位置。慣性導(dǎo)航是一項不可替代的關(guān)鍵定位技術(shù)，將成為自動駕駛定位信息融合的中心。 IMU具有不間斷輸出信息、不受外界干擾的獨特優(yōu)勢。它可以確保車輛運動參數(shù)隨時高頻輸出，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法比擬的。

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在自動駕駛中的應(yīng)用還處于起步階段，短期內(nèi)的競爭力主要體現(xiàn)在算法上。該算法包括對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。

從長遠(yuǎn)來看，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的競爭力在于慣性傳感器芯片。隨著自動駕駛技術(shù)水平的提高，對MEMS慣性傳感器芯片的性能要求將不斷提高;同時，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)性能的空間越來越小。對芯片硬件性能的依賴程度也會相應(yīng)增加。 MEMS慣性傳感器芯片的設(shè)計、制造、封裝測試和校準(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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