傳感器的使用極為廣泛，不同應(yīng)用領(lǐng)域中，又會(huì)使用到具體的子類型傳感器。為增進(jìn)大家對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)慣性傳感器的應(yīng)用、慣性傳感器的分類、構(gòu)成以及慣性傳感器與普通傳感器的融合予以介紹。如果你對(duì)慣性傳感器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、慣性傳感器的應(yīng)用

低精度MEMS慣性傳感器作為消費(fèi)電子類產(chǎn)品主要用在手機(jī)、GPS導(dǎo)航、游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、音樂播放器、無線鼠標(biāo)、PD、硬盤保護(hù)器、智能玩具、計(jì)步器、防盜系統(tǒng)。由于具有加速度測量、傾斜測量、振動(dòng)測量甚至轉(zhuǎn)動(dòng)測量等基本測量功能，有待挖掘的消費(fèi)電子應(yīng)用會(huì)不斷出現(xiàn)。

中級(jí)MEMS慣性傳感器作為工業(yè)級(jí)及汽車級(jí)產(chǎn)品，則主要用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP或ESC)GPS輔助導(dǎo)航系統(tǒng)，汽車安全氣囊、車輛姿態(tài)測量、精密農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、大型醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器人、儀器儀表、工程機(jī)械等。

高精度的MEMS慣性傳感器作為軍用級(jí)和宇航級(jí)產(chǎn)品，主要要求高精度、全溫區(qū)、抗沖擊等指數(shù)。主要用于通訊衛(wèi)星無線、導(dǎo)彈導(dǎo)引頭、光學(xué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)等穩(wěn)定性應(yīng)用;飛機(jī)/導(dǎo)彈飛行控制、姿態(tài)控制、偏航阻尼等控制應(yīng)用、以及中程導(dǎo)彈制導(dǎo)、慣性GP戰(zhàn)場機(jī)器人等。

二、慣性傳感器的分類

慣性傳感器分為兩大類：一類是角速率陀螺;另一類是線加速度計(jì)。

角速率陀螺又分為：機(jī)械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑氣浮角速率陀螺;撓性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球諧振角速率陀螺等);光纖角速率陀螺;激光角速率陀螺等。

線加速度計(jì)又分為：機(jī)械式線加速度計(jì);撓性線加速度計(jì);MEMS硅﹑石英線加速度計(jì)(含壓阻﹑壓電線加速度計(jì));石英撓性線加速度計(jì)等。

三、慣性傳感器的構(gòu)成

慣性傳感器包括加速度計(jì)(或加速度傳感計(jì))和角速度傳感器(陀螺)以及它們的單、雙、三軸組合IMU(慣性測量單元)，AHRS(包括磁傳感器的姿態(tài)參考系統(tǒng))。

MEMS加速度計(jì)是利用傳感質(zhì)量的慣性力測量的傳感器，通常由標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量塊(傳感元件)和檢測電路組成。

IMU主要由三個(gè)MEMS加速度傳感器及三個(gè)陀螺和解算電路組成。

四、慣性傳感器如何用于傳感器融合

現(xiàn)在我們了解了慣性傳感器的組成部分，它與傳感器融合有什么關(guān)系，我們?yōu)槭裁匆P(guān)心它?好吧，僅傳感器并不那么“智能”。他們生成原始數(shù)據(jù)。但這些原始數(shù)據(jù)必須經(jīng)過處理和打包才能成為可操作的。

慣性傳感器中的傳感器類似于閱讀您的患者檔案的專科醫(yī)生——他們都有自己的意見，并且他們的專長為他們提供其他人沒有的洞察力，但您可以處理他們的意見以做出最終決定。例如，如果加速度計(jì)表明重力正在從指向下方變?yōu)楦降慕嵌?，但陀螺儀顯示幾乎沒有運(yùn)動(dòng)，你相信哪個(gè)?那么，在這種情況下，陀螺儀應(yīng)該更受信任，因?yàn)樗皇芡饬Φ挠绊?。由于陀螺儀告訴我們用戶框架沒有改變，可以肯定地說設(shè)備一直在加速，就像汽車直線行駛一樣。

在另一種情況下，如果陀螺儀顯示小而一致的角速度，但加速度計(jì)和磁力計(jì)顯示設(shè)備處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么您可以相信兩位同意的“醫(yī)生”的意見。然后你可以推斷出有一些陀螺儀偏差會(huì)給出錯(cuò)誤的輸出。這些示例旨在展示傳感器融合對(duì)于理解基于傳感器信息融合的最佳輸出是必不可少的。這可用于確定準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)、方向和航向信息。

與傳感器融合軟件結(jié)合使用時(shí)，慣性傳感器不僅可用于更準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)、方向和航向，還可用于特殊功能。深思熟慮的慣性傳感器數(shù)據(jù)融合可以通過預(yù)測性頭部跟蹤創(chuàng)建流暢的XR體驗(yàn)，從而最大限度地減少延遲影響。對(duì)于無線演示或電視遙控器，傳感器融合可以直接將3D控制器運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為屏幕上直觀的2D運(yùn)動(dòng)。加速度計(jì)和陀螺儀傳感器的組合還可以檢測復(fù)雜的空中形狀和手勢(shì)。在人類導(dǎo)航中，分析來自加速度計(jì)和陀螺儀的數(shù)據(jù)，傳感器融合可以估計(jì)某人步行的方向和距離。

傳感器融合不必僅通過慣性傳感器完成，但通常從慣性傳感器開始。在XR空間中，控制器方向與來自外部攝像頭的線性位置的融合可以創(chuàng)建一個(gè)有效的由內(nèi)向外的6自由度系統(tǒng)。對(duì)于機(jī)器人導(dǎo)航，慣性傳感器與光流和車輪編碼器數(shù)據(jù)的融合可創(chuàng)建準(zhǔn)確且穩(wěn)健的航位推算。如果涉及運(yùn)動(dòng)，傳感器融合可能會(huì)有所幫助。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)慣性傳感器的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。