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Una unidad de medición inercial (IMU) está formada por tres giroscopios ortogonales y tres acelerómetros que miden la velocidad angular ω y la fuerza específica f. Los fabricantes clasifican las IMU en grados de rendimiento según las características de error de los sensores, más que según su construcción mecánica. Estos IMU determinan la precisión de navegación alcanzable, la tasa de deriva y el entorno operativo.
IMU más importantes IMU incluyen la inestabilidad del sesgo, el paseo aleatorio angular (ARW), el paseo aleatorio de velocidad (VRW), el error del factor de escala, la no linealidad, el ancho de banda y la sensibilidad a la temperatura. El sesgo del giroscopio influye directamente en la estimación de la actitud, mientras que el sesgo del acelerómetro produce una deriva de posición tras la doble integración.
El error de posición se calcula aproximadamente de la siguiente forma:
donde ba es el sesgo del acelerómetro y t es el tiempo transcurrido.
IMU para el sector de la automoción
Una IMU para automoción IMU coste, la robustez y la fabricación en grandes volúmenes. Un IMU para automoción suele utilizarse en sistemas de dinámica del vehículo, control electrónico de estabilidad, navegación por estimación y sistemas avanzados de asistencia al conductor. Una IMU de grado automovilístico IMU la precisión suficiente para hacer frente a breves GNSS , al tiempo que mantiene un bajo consumo energético.
IMU de grado industrial
IMU de grado industrial ofrece una mayor estabilidad frente al sesgo y una mayor resistencia a las condiciones ambientales. Comprender el significado del término «grado industrial» ayuda a los ingenieros a encontrar el equilibrio adecuado entre rendimiento, fiabilidad y coste en sistemas de robótica, cartografía, náutica y automatización. Cuando se pregunta qué es el «grado industrial», la respuesta suele referirse a sensores diseñados para un funcionamiento continuo en condiciones industriales exigentes.
IMU de grado táctico
Una IMU de grado táctico ofrece una inestabilidad de sesgo significativamente menor, a menudo inferior a 1°/h en el caso de los giroscopios, lo que permite una navegación precisa durante operaciones prolongadas GNSS.
IMU moderna IMU MEMS para navegación ha reducido la brecha de rendimiento entre los sistemas tradicionales de fibra óptica y los dispositivos MEMS.
IMU de grado de navegación
Una IMU de grado de navegación integra sensores de precisión con algoritmos avanzados de calibración y compensación para minimizar los errores determinísticos y estocásticos. Estos sistemas suelen utilizarse en vehículos autónomos, hidrografía, topografía aérea y aplicaciones de defensa.
IMU de grado estratégico
La categoría de mayor rendimiento es la de IMU de grado estratégico o los sensores inerciales de grado estratégico. Estos sistemas alcanzan una deriva extremadamente baja gracias a giroscopios ultrastables, un riguroso control térmico y una calibración exhaustiva. Son aptos para submarinos, misiles, naves espaciales y misiones de navegación autónoma de larga duración.
En última instancia, la elección de IMU adecuada IMU de la precisión de navegación requerida, la duración de la misión, las condiciones ambientales y el coste. Adaptar el rendimiento del sensor a la aplicación garantiza el equilibrio óptimo entre rendimiento, fiabilidad y complejidad del sistema.
