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Uma Unidade de Medição Inercial (IMU) é composta por três giroscópios ortogonais e três acelerômetros que medem a velocidade angular ω e a força específica f. Os fabricantes classificam as IMUs em classes de desempenho de acordo com as características de erro dos sensores, e não com base na construção mecânica. Essas IMU determinam a precisão de navegação alcançável, a taxa de desvio e o ambiente operacional.
IMU mais importantes IMU incluem instabilidade de polarização, desvio aleatório angular (ARW), desvio aleatório de velocidade (VRW), erro de fator de escala, não linearidade, largura de banda e sensibilidade à temperatura. A polarização do giroscópio influencia diretamente a estimativa de atitude, enquanto a polarização do acelerômetro produz desvio de posição após a integração dupla.
O erro de posição segue aproximadamente a seguinte fórmula:
onde ba é o desvio do acelerômetro e t é o tempo decorrido.
IMU automotiva
Uma IMU automotiva IMU custo, robustez e produção em grande escala. Um IMU automotivo normalmente oferece suporte à dinâmica do veículo, ao controle eletrônico de estabilidade, à navegação por estimativa e aos sistemas avançados de assistência ao motorista. Uma IMU de nível automotivo IMU precisão suficiente para breves GNSS , mantendo baixo consumo de energia.
IMU de nível industrial
IMU de nível industrial oferece maior estabilidade de desvio e resistência ambiental. Compreender o significado do termo “nível industrial” ajuda os engenheiros a equilibrar desempenho, confiabilidade e custo em sistemas de robótica, mapeamento, marítimos e de automação. Quando se pergunta o que é “nível industrial”, a resposta geralmente se refere a sensores projetados para operação contínua em condições industriais exigentes.
IMU de nível tático
Uma IMU de nível tático apresenta instabilidade de desvio significativamente menor, frequentemente abaixo de 1°/h para giroscópios, permitindo uma navegação precisa durante operações prolongadas GNSS.
IMU moderna IMU MEMS para navegação reduziu a diferença de desempenho entre os sistemas tradicionais de fibra óptica e os dispositivos MEMS.
IMU para navegação
Uma IMU de nível de navegação integra sensores de precisão com algoritmos avançados de calibração e compensação para minimizar erros determinísticos e estocásticos. Esses sistemas costumam ser utilizados em veículos autônomos, hidrografia, levantamentos aéreos e aplicações de defesa.
IMU de nível estratégico
A categoria de maior desempenho é a IMU de nível estratégico ou o sensor inercial de nível estratégico. Esses sistemas alcançam um desvio extremamente baixo por meio de giroscópios ultraestáveis, controle térmico rigoroso e calibração extensiva. Eles são utilizados em submarinos, mísseis, espaçonaves e missões de navegação autônoma de longa duração.
Em última análise, a escolha da IMU adequada IMU da precisão de navegação exigida, da duração da missão, das condições ambientais e do custo. A adequação do desempenho do sensor à aplicação garante o equilíbrio ideal entre desempenho, confiabilidade e complexidade do sistema.
