IMU 惯性测量单元 介绍（一）

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IMU 传感器

1. 惯性测量单元的组成
   惯性测量单元由 accelerometers 加速度计, (rate) gyroscopes 陀螺仪 和 magnetometers 磁力计组成。
2. 传感器融合的作用：
   提高传感器数据的质量，降低噪声
   提高数据的可靠性
   估算状态/位置 (加速度计+陀螺仪)

陀螺仪

陀螺仪是测量方向的变化即角速度的检测装置。陀螺仪种类主要包括：机械陀螺仪、光速陀螺仪、MEMS微电子机械系统陀螺仪（科里奥利效应指的是一种在旋转坐标系中移动的物体发生偏转的现象）等。

整理两个坐标系概念：

1. global frame / earth frame：East-North-Up坐标系，中文：北美东部(导航坐标系统) ，地球每小时旋转15°。
2. 惯性坐标系 inertial frame：每一个具有恒定（零或非零）速度和零旋转速度的坐标系都是一个惯性坐标系。例如：宇宙、宇宙飞船以光速的一半直线穿过宇宙

优缺点：

加速度计

加速度计测量速度的变化和重力相关的加速度的组合，在自由落体时为0，高度经度纬度都对其值有影响。

磁力计

磁力计测量局部磁场的方向和强度，需要掌握洛伦兹力和霍尔效应相关知识。
洛伦兹力：左手定则，磁场线穿手心，四指指向正电荷的运动方向，大拇指则为洛伦兹力的方向。考虑电场的公式：$F=q(E+v\times B)$

IMUs

稳定平台系统 Stable Platform System

信号处理过程：对测得的加速度进行双重积分得到位置信息。