IMU介绍

IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元）是一种基于惯性原理的传感器，通过测量物体的加速度和角速度来获取运动状态信息。以下从技术原理、核心组件、应用场景及关键指标等方面展开详细解析：

一、IMU的技术原理与核心组件

1. 工作原理

• 惯性力学基础：利用牛顿第二定律（F=ma）和角动量守恒原理，通过加速度计测量线性加速度，陀螺仪测量角速度，再结合积分运算推算物体的位置、速度和姿态。
• 数据融合逻辑：加速度计输出线性加速度（需扣除重力分量），陀螺仪输出角速度，两者通过互补滤波或卡尔曼滤波融合，消除单一传感器的误差累积。

2. 核心硬件组件

• 加速度计：检测物体在三维空间（X/Y/Z轴）的线性加速度，常见技术类型包括：
  • MEMS电容式（如ADI ADXL系列）：成本低、体积小，适用于消费电子；
  • 光纤式：精度高（10^-6 g级），用于航空航天。
• 陀螺仪：测量物体绕三轴的旋转角速度，技术类型包括：
  • MEMS振动式（如InvenSens