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航姿參考系統(tǒng)包括基于MEMS的三軸陀螺儀，加速度計和磁力計。航姿參考系統(tǒng)與慣性測量單元IMU的區(qū)別在于，航姿參考系統(tǒng)(AHRS)包含了嵌入式的姿態(tài)數(shù)據(jù)解算單元與航向信息，慣性測量單元(IMU)僅僅提供傳感器數(shù)據(jù)，并不具有提供準確可靠的姿態(tài)數(shù)據(jù)的功能。目前常用的航姿參考系統(tǒng)(AHRS)內(nèi)部采用的多傳感器數(shù)據(jù)融合進行的航姿解算單元為卡爾曼濾波器。

航姿參考系統(tǒng)包括以下特點：高精度360度全方位位置姿態(tài)輸出，采用歐拉角的會具有萬向鎖，不能全向轉(zhuǎn)動；高效的數(shù)據(jù)融合算法快速動態(tài)響應(yīng)與長時間穩(wěn)定性(無漂移，無積累誤差)相結(jié)合；輸出模式分為三維全姿態(tài)數(shù)據(jù)(四元數(shù)/歐拉角/旋轉(zhuǎn)矩陣/原始數(shù)據(jù))和三維加速度/三維角速度/三維地磁場強度。

AHRS原本起源于飛行器相關(guān)技術(shù)，但是近幾年隨著成本的器件成本的不斷降低，也被廣泛的應(yīng)用于機動車輛與無人機，工業(yè)設(shè)備，攝像與天線云臺，地面及水下設(shè)備，虛擬現(xiàn)實，生命運動科學(xué)分析等需要三維姿態(tài)測量的產(chǎn)品中。

慣性測量單元是通過加速度計和陀螺儀測量運動載體的方位與姿態(tài)的裝置，它與AHRS的功能與裝置都很相像，但是最大的區(qū)別是航姿參考系統(tǒng)包含了嵌入式的姿態(tài)數(shù)據(jù)解算單元與航向信息，慣性測量單元僅僅提供傳感器數(shù)據(jù)，并不具有提供準確可靠的姿態(tài)數(shù)據(jù)的功能。缺少了一部分功能并不一定是不好的地方，因為缺少一部分單元，使得它的成本相較更低，可以應(yīng)用于更多的地方，進行各種設(shè)備的方位測量。

慣性測量單元是由三個加速度計和三個陀螺儀組成，三個是為了能測量三軸的方位，這幾個加速度計和陀螺儀分別沿著空間的三軸輸入，也就是三個相互垂直的方向軸。通過這樣的分布設(shè)計，使得它可以對空間中運動載體的任意線運動或者角運動，但因為陀螺儀測量的是相對空間的位置變化，而需要測量的載體需要系統(tǒng)的參照對象，因此需要進行坐標變換，這樣便得到想要測量的數(shù)據(jù)。

慣性測量單元主要應(yīng)用于需要運動后物體方位與姿態(tài)控制的設(shè)備上，如汽車、機器人、導(dǎo)彈等。目前雖然用于飛行器這類設(shè)備上更多，但隨著技術(shù)的發(fā)展與進步，更多的工業(yè)設(shè)備也開始用它進行方位測量。值得一提的是，現(xiàn)在這種技術(shù)也開始實驗應(yīng)用于農(nóng)業(yè)作業(yè)，因為農(nóng)業(yè)作業(yè)時操作機器容易發(fā)生事故，用慣性測量單元進行實時檢測設(shè)備，則可以大大降低事故發(fā)生的可能性。因此，它的應(yīng)用范圍也是越來越大。

主要通過各種補償與提高儀器可靠性來實現(xiàn)慣性測量單元消除誤差。北微傳感的慣性測量單元采用MEMS加速度計和陀螺儀，并通過算法保證測量精度，同時密封設(shè)計以及嚴格的生產(chǎn)工藝保證產(chǎn)品在惡劣的環(huán)境下仍能精密地測量載體的角速度、加速度和姿態(tài)等運動參數(shù)。通過非線性補償、正交補償、溫度補償和漂移補償?shù)榷喾N補償，可以大大消除誤差源，提高產(chǎn)品精度水平。          

慣性測量單元是組成慣性測量系統(tǒng)的基本單元，但它也可以單獨作用于運動物體上，進行方位與姿態(tài)的測量。慣性測量單元因其體積小、重量輕、可靠性高等優(yōu)點，將應(yīng)用于更多的地方，如戰(zhàn)術(shù) 制導(dǎo)、自動駕駛汽車安全防護等，它的發(fā)展方向也將是體積越來越小，精度越來越高。

標簽： 慣性測量單元