IMU

Повернутися до глосарію

Інерціальний вимірювальний блок (IMU) складається з трьох ортогональних гіроскопів і трьох акселерометрів, які вимірюють кутову швидкість ω та питому силу f. Виробники класифікують IMU за класами продуктивності відповідно до характеристик похибок датчиків, а не за механічною конструкцією. Ці класи IMU визначають досяжну точність навігації, швидкість дрейфу та середовище експлуатації.

Найважливіші специфікації IMU включають нестабільність зсуву, кутові випадкові блукання (ARW), випадкові блукання швидкості (VRW), похибку коефіцієнта масштабування, нелінійність, смугу пропускання та температурну чутливість. Зсув гіроскопа безпосередньо впливає на оцінку просторового положення, тоді як зсув акселерометра створює дрейф положення після подвійного інтегрування.

Похибка положення приблизно підпорядковується такому співвідношенню:

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

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 автомобіля, 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

Промисловий IMU промислового класу забезпечує підвищену стабільність зміщення та стійкість до впливу навколишнього середовища. Розуміння поняття «промислового класу» 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

A тактичний інерційний вимірювальний IMU) забезпечує значно меншу нестабільність зміщення, яка для гіроскопів часто не перевищує 1°/год, що дозволяє здійснювати точну навігацію під час тривалоїdenied .

Сучасна IMU навігаційних IMU зменшила розрив у характеристиках між традиційними волоконно-оптичними системами та MEMS-пристроями.

IMU навігаційного класу

A IMU навігаційного класу об'єднує високоточні датчики з передовими алгоритмами калібрування та компенсації для мінімізації детермінованих і стохастичних похибок. Такі системи зазвичай використовуються в автономних транспортних засобах, гідрографії, аерофотозйомці та оборонній галузі.

IMU стратегічного класу

Категорією з найвищою продуктивністю є стратегічний IMU або інерціальний датчик стратегічного класу. Ці системи досягають надзвичайно низького дрейфу завдяки ультрастабільним гіроскопам, суворому термоконтролю та ретельному калібруванню. Вони забезпечують місії підводних човнів, ракет, космічних апаратів та тривалі автономні навігаційні місії.

Зрештою, вибір відповідного IMU залежить від необхідної точності навігації, тривалості місії, умов навколишнього середовища та вартості. Відповідність продуктивності датчика вимогам застосування забезпечує оптимальний баланс між продуктивністю, надійністю та складністю системи.