【无人机学习】惯性导航系统简介

前面文章SLAM初识（点击查看）中我们介绍过SLAM中的两大类传感器：激光雷达和视觉传感器，并详细分析了其优缺点。而实际上，在基于移动机器人的SLAM中，还有一类很重要的传感器就是惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，简称IMU）。

 

单目、双目、RGBD等视觉传感器可以获得非常丰富的环境信息，可以方便的用于三维重建、识别去过的地方（回环检测）等。而IMU传感器则可以获得移动机器人本身的运动信息，比如重心方向、俯仰角、偏航角等。而最近几年基于 camera + IMU的VIO（视觉惯性里程计）SLAM技术方案也是研究的热点，具有代表性的如OKVIS、VI-ORB等。

 

最近刚好调研了惯性导航系统（Inertial Navigation System，简称INS）相关知识。在此分享一下，希望能对读者有所帮助。

惯性导航系统简介

惯性导航系统是一种利用惯性敏感器件、基准方向及最初的位置信息来确定运载体在惯性空间中的位置、方向和速度的自主式导航系统，有时也简称为惯导。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。

 

你知道自己的初始位置，知道自己的初始朝向（姿态），知道自己每一时刻如何改变了朝向，知道自己每一时刻相对朝向是怎样走的，把这些加一起不停地推，走一步推一步，在不考虑各种误差时，得出的结果就应该正好是你现在的朝向和位置。

 

但是要怎么知道自己的方向和位置是怎么改变的呢？不同的导航系统用不同的传感器，有不同的方法，比如里程计用车辆上轮子转的周数，多普勒计程仪像蝙蝠一样往水底发射声波……而惯性导航之所以叫【惯性】导航，就是因为使用的是【惯性器件】，也就是加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等。

 

因此，惯性导航系统至少需要包括含有加速度计、陀螺仪等的惯性测量单元和用