UneUnité de mesure inertielle(IMU) est un dispositif de capteur qui mesure et rapporte la force spécifique d'un corps, la vitesse angulaire, et parfois le champ magnétique entourant le corps, en utilisant une combinaison d'accéléromètres, gyroscopes,et parfois des magnétomètresIl est couramment utilisé pour déterminer la position, l'orientation et la vitesse d'un objet en mouvement sans s'appuyer sur des références externes.Une UIM est généralement composée de:
Gyroscopes: fournissant une mesure de la vitesse angulaire
Accéléromètres: fournissant une force/accélération spécifique de mesure
Magnétomètres (facultatif): mesure du champ magnétique entourant le système
2. Comment fonctionne une unité de mesure inertielle (IMU)?
Accéléromètres:Les accéléromètres fournissent des mesures d'accélération le long de trois axes orthogonaux (généralement désignés comme axes X, Y et Z).Cela leur permet de capturer l'accélération linéaire de l'objet dans l'espace tridimensionnelPar exemple, dans un véhicule, l'accéléromètre peut mesurer l'accélération avant/arrière (le long de l'axe X), l'accélération latérale (le long de l'axe Y) et l'accélération verticale (le long de l'axe Z).
Les gyroscopes produisent les données de vitesse angulaire le long des axes de rotation. Ils peuvent mesurer les vitesses de rotation autour des axes X, Y et Z indépendamment.Cela permet de déterminer comment l'objet tourne ou change d'orientation dans l'espace tridimensionnelPar exemple, dans un smartphone, le gyroscope peut détecter la rotation de l'appareil lorsque l'utilisateur le tourne ou l'incline dans différentes directions.
Pour les appareils à commande numérique:Un magnétomètre est un type de capteur qui mesure la force et la direction d'un champ magnétique.En détectant le champ magnétique, un magnétomètre peut déterminer la direction de l'objet par rapport au nord magnétique de la Terre, complétant les données des accéléromètres et des gyroscopes.
Je suis désolée.
3. Les mérites et les démérites de l'UIM
Les mérites de l'IMU
Indépendant de l'environnement extérieur:L'UMI peut fonctionner de manière indépendante et ne subit pas d'interférences de signaux externes, tels que les signaux intérieurs, tunnels, souterrains et autres signaux satellites ne peuvent pas être couverts ou interférés par l'environnement,et peut encore fonctionner normalement, fournissant les informations nécessaires pour la navigation et le positionnement
Petite taille et faible coût:Avec le développement de la technologie MEMS (système microélectro-mécanique), le volume de l'IMU peut être très réduit, et le coût est relativement faible,et il est facile à intégrer dans divers appareils miniaturisés, tels que les téléphones intelligents, les appareils portables, les drones, etc.
Fréquence de mise à jour élevée: habituellement, les données de vitesse angulaire et d'accélération de l'objet mesuré peuvent être renvoyées à une fréquence plus élevée (par exemple ≥ 100 Hz),qui peut surveiller les changements rapides dans l'état de mouvement de l'objet en temps réelIl est très bénéfique pour le suivi et le contrôle en temps réel des objets dynamiques, comme dans le scénario du contrôle d'attitude des avions et de la surveillance dynamique des performances des automobiles,et peut fournir des informations de mouvement de rétroaction en temps opportun pour obtenir un contrôle précis.
Les défauts de l'UMI
Accumulation et dérive d'erreurs:Les erreurs de mesure IMU s'accumulent au fil du temps, ce qui entraîne une dérive dans les estimations de positionnement et d'attitude.) et la propagation de l'erreur au cours du processus d'intégrationLorsqu'il est utilisé pendant une longue période, l'erreur accumulée peut devenir importante, ce qui affecte la précision des résultats de mesure et doit être calibrée et corrigée régulièrement.
Résistant au bruit:Les mesures de l'UMI peuventIl est également possible que le bruit provenant de diverses sources ait une incidence sur les données, ce qui peut entraîner des données moins fiables.Les perturbations externes telles que les vibrations des équipements à proximité ou les interférences électromagnétiques peuvent nuire aux lectures d'une unité de mesure inertielle.
Étalonnage et compensation complexes:L'IMU nécessite généralement un étalonnage complexe avant utilisation pour compenser les changements de température, les désalignements des capteurs et d'autres facteurs.
4. Comment choisir une unité d' IMU
Considérez votre demande:Avant de plonger dans les spécificités des différents IMU, il est impératif de comprendre votre application.et robotique industrielleChaque application a des exigences uniques en ce qui concerne la précision, la taille, le poids et la consommation d'énergie. Par exemple, une application aérospatiale peut privilégier une grande précision et fiabilité,alors qu'un appareil grand public peut se concentrer sur la taille et le coût.
Taille et poids:Selon les contraintes de conception, le facteur de forme physique de l'IMU peut être un facteur critique, en particulier pour les applications compactes comme les appareils portables.
Considérez les facteurs environnementaux:Si la température de l'environnement d'application change considérablement ou si le système fonctionne dans des conditions de température extrêmes, par exemple dans un environnement extérieur à haute ou basse température,pour choisir une bonne fonction de compensation de température ou une unité d'immobilisation insensible à la température, s'intéresser au coefficient de dérive de température de biais zéro et à d'autres paramètres pour assurer la précision et la stabilité des mesures de l'UMI à différentes températures.
5Comment l'AVIC peut aider
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Des algorithmes de calibrage avancés qui aident à réduire la dérive et le bruit.
Un logiciel robuste qui peut filtrer le bruit et améliorer la précision des mesures de l'IMU.
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