IMU

Повернутися до глосарію

Інерційний вимірювальний блок (IMU) складається з трьох ортогональних гіроскопів та трьох акселерометрів, які вимірюють кутову швидкість ω та питоме зусилля f. Виробники класифікують ІМУ за класами продуктивності відповідно до характеристик похибок датчиків, а не за механічною конструкцією. Ці IMU визначають досяжну точність навігації, швидкість дрейфу та умови експлуатації.

До найважливіших IMU належать нестабільність зміщення, випадковий блукання кута (ARW), випадковий блукання швидкості (VRW), похибка коефіцієнта масштабу, нелінійність, смуга пропускання та чутливість до температури. Зміщення гіроскопа безпосередньо впливає на оцінку орієнтації, тоді як зміщення акселерометра спричиняє дрейф положення після подвійного інтегрування.

Похибка положення приблизно визначається за формулою:

$$\delta p \approx \frac{1}{2} b_a t^2$$

де ba — це похибка акселерометра, а t — час, що минув.

Автомобільна інерційна вимірювальна IMU)

Автомобільний IMU вартість, надійність та масове виробництво. IMU автомобільного IMU зазвичай використовується для забезпечення динаміки руху транспортного засобу, електронного контролю стабільності, dead reckoning та роботи сучасних систем допомоги водієві. IMU автомобільного класу IMU достатню точність під час короткочасних GNSS , зберігаючи при цьому низьке енергоспоживання.

IMU промислового класу

IMU промислового класу забезпечує підвищену стабільність зміщення та стійкість до впливу навколишнього середовища. Розуміння поняття «промисловий клас» допомагає інженерам знайти оптимальний баланс між продуктивністю, надійністю та вартістю для систем робототехніки, картографування, морських систем та систем автоматизації. На запитання, що таке «промисловий клас», зазвичай відповідають, що це датчики, призначені для безперервної роботи в складних промислових умовах.

IMU тактичного класу

IMU тактичного класу забезпечує значно нижчу нестабільність зміщення — для гіроскопів вона часто не перевищує 1°/год, що дозволяє здійснювати точну навігацію під час тривалої експлуатації denied.

Сучасні IMU навігаційних IMU дозволили зменшити розрив у характеристиках між традиційними волоконно-оптичними системами та МЕМС-пристроями.

IMU навігаційного класу

IMU навігаційного класу поєднує в собі високоточні датчики з передовими алгоритмами калібрування та компенсації, що дозволяє мінімізувати детерміновані та стохастичні похибки. Такі системи зазвичай використовуються в автономних транспортних засобах, гідрографічних дослідженнях, аерофотозйомці та оборонній галузі.

IMU стратегічного класу

Категорією з найвищими характеристиками є IMU стратегічного класу або інерційний датчик стратегічного класу. Ці системи забезпечують надзвичайно низький дрейф завдяки надзвичайно стабільним гіроскопам, суворому терморегулюванню та ретельному калібруванню. Вони використовуються на підводних човнах, ракетах, космічних апаратах та в автономних навігаційних місіях тривалої дії.

Зрештою, вибір відповідної IMU від необхідної точності навігації, тривалості місії, умов навколишнього середовища та вартості. Підбір характеристик датчика відповідно до сфери застосування забезпечує оптимальний баланс між продуктивністю, надійністю та складністю системи.