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Un'unità di misura inerziale (IMU) è costituita da tre giroscopi ortogonali e tre accelerometri che misurano la velocità angolare ω e la forza specifica f. I produttori classificano le IMU in classi di prestazione in base alle caratteristiche di errore dei sensori piuttosto che alla struttura meccanica. Queste IMU determinano la precisione di navigazione raggiungibile, il tasso di deriva e l’ambiente operativo.
IMU più importanti IMU includono l’instabilità di bias, il walk casuale angolare (ARW), il walk casuale di velocità (VRW), l’errore del fattore di scala, la non linearità, la larghezza di banda e la sensibilità alla temperatura. Il bias del giroscopio influenza direttamente la stima dell’assetto, mentre il bias dell’accelerometro produce una deriva di posizione dopo la doppia integrazione.
L’errore di posizione segue approssimativamente la seguente formula:
dove ba è la deriva dell'accelerometro e t è il tempo trascorso.
IMU per il settore automobilistico
IMU per il settore automobilistico IMU il costo, la robustezza e la produzione su larga scala. Un IMU per il settore automobilistico supporta in genere la dinamica del veicolo, il controllo elettronico della stabilità, la navigazione a stima e i sistemi avanzati di assistenza alla guida. IMU di grado automobilistico IMU una precisione sufficiente in caso di brevi GNSS , mantenendo al contempo un basso consumo energetico.
IMU di livello industriale
L' IMU di livello industriale offre una maggiore stabilità di bias e una migliore resistenza agli agenti ambientali. Comprendere il significato di "grado industriale" aiuta gli ingegneri a trovare il giusto equilibrio tra prestazioni, affidabilità e costi nei sistemi di robotica, mappatura, nautica e automazione. Quando ci si chiede cosa sia il "grado industriale", la risposta si riferisce generalmente a sensori progettati per il funzionamento continuo in condizioni industriali impegnative.
IMU di livello tattico
Un IMU di livello tattico garantisce un’instabilità di bias significativamente inferiore, spesso al di sotto di 1°/h per i giroscopi, consentendo una navigazione accurata durante operazioni prolungate GNSS.
IMU moderna IMU MEMS IMU per la navigazione ha ridotto il divario prestazionale tra i sistemi tradizionali a fibra ottica e i dispositivi MEMS.
IMU di classe di navigazione
A IMU di grado di navigazione integra sensori di precisione con algoritmi avanzati di calibrazione e compensazione per ridurre al minimo gli errori deterministici e stocastici. Questi sistemi trovano comunemente impiego nei veicoli autonomi, nell'idrografia, nel rilevamento aereo e nelle applicazioni di difesa.
IMU di livello strategico
La categoria dalle prestazioni più elevate è quella IMU di livello strategico o dei sensori inerziali di livello strategico. Questi sistemi raggiungono una deriva estremamente bassa grazie a giroscopi ultra-stabili, a un rigoroso controllo termico e a una calibrazione approfondita. Sono utilizzati in sottomarini, missili, veicoli spaziali e missioni di navigazione autonoma di lunga durata.
In definitiva, la scelta IMU appropriata IMU dalla precisione di navigazione richiesta, dalla durata della missione, dalle condizioni ambientali e dal costo. Adattare le prestazioni del sensore all’applicazione garantisce l’equilibrio ottimale tra prestazioni, affidabilità e complessità del sistema.
