UmUnidade de medição inercial(IMU) é um dispositivo de sensor que mede e relata a força específica de um corpo, taxa angular, e às vezes o campo magnético que circunda o corpo, usando uma combinação de acelerômetros, giroscópios,e, por vezes, magnetómetrosÉ comumente usado para determinar a posição, orientação e velocidade de um objeto em movimento sem depender de referências externas.Uma UIM consiste tipicamente em:
Giroscópios: proporcionam uma taxa angular de medida
Acelerômetros: fornecem uma medida da força/aceleração específica
Magnetômetros (opcionais): medição do campo magnético que circunda o sistema
2Como funciona uma unidade de medição inercial (IMU)?
Acelerômetros:Os acelerômetros fornecem medições de aceleração ao longo de três eixos ortogonais (geralmente denotados como eixos X, Y e Z).Isto permite-lhes capturar a aceleração linear do objeto no espaço tridimensionalPor exemplo, num veículo, o acelerômetro pode medir a aceleração para a frente/para trás (ao longo do eixo X), aceleração lateral (ao longo do eixo Y) e aceleração vertical (ao longo do eixo Z).
Os giroscópios emitem os dados de velocidade angular ao longo dos eixos de rotação. Eles podem medir as taxas de rotação em torno dos eixos X, Y e Z de forma independente.Isso permite determinar como o objeto está girando ou mudando sua orientação no espaço tridimensionalPor exemplo, num smartphone, o giroscópio pode detectar a rotação do dispositivo quando o utilizador o gira ou o inclina em diferentes direcções.
Magnetômetros (facultativo):Um magnetômetro é um tipo de sensor que mede a força e a direção de um campo magnético.Ao detectar o campo magnético, um magnetômetro pode determinar a direção do objeto em relação ao norte magnético da Terra, complementando os dados dos acelerômetros e giroscópios.
- Não.
3. Méritos e Deméritos da UMI
Meritos da IMU
Independente do ambiente externo:A UMI pode funcionar de forma independente e não é interferida por sinais externos, tais como sinais internos, de túnel, subterrâneos e outros sinais de satélite não podem ser cobertos ou interferir com o ambiente,e ainda pode operar normalmente, fornecendo informações necessárias para navegação e posicionamento
Pequeno tamanho e baixo custo:Com o desenvolvimento da tecnologia MEMS (micro-electro-mechanical system), o volume da IMU pode ser feito muito pequeno, e o custo é relativamente baixo,e é fácil de integrar em vários dispositivos miniaturizados, tais como telemóveis inteligentes, dispositivos portáteis, drones, etc.
Alta frequência de atualização: geralmente os dados de velocidade angular e aceleração do objeto medido podem ser devolvidos a uma frequência mais elevada (como ≥ 100 Hz),que pode monitorar as mudanças rápidas no estado de movimento do objeto em tempo realÉ muito benéfico para o rastreamento e controlo em tempo real de objetos dinâmicos, como no cenário do controlo de atitude de aeronaves e monitorização dinâmica do desempenho de automóveis,e pode informação de movimento de feedback oportuno para alcançar controle preciso.
Desvantagens da UIM
Acúmulo e deriva de erros:Os erros de medição da IMU se acumulam ao longo do tempo, resultando em desvio nas estimativas de posicionamento e posição.) e a propagação do erro durante o processo de integraçãoQuando utilizado durante muito tempo, o erro acumulado pode tornar-se grande, afetando a precisão dos resultados de medição, e deve ser calibrado e corrigido regularmente.
Sensível ao ruído:As medições da UMI podemO impacto do ruído proveniente de várias fontes pode resultar em dados menos fiáveis.As perturbações externas, tais como vibrações de equipamentos próximos ou interferências eletromagnéticas, podem afetar negativamente as leituras de uma unidade de medição inercial..
Calibração e compensação complexas:O IMU geralmente requer uma calibração complexa antes do uso para compensar mudanças de temperatura, desalinhamentos de sensores e outros fatores.
4. Como escolher uma IMU
Considere o seu pedido:Antes de aprofundar-se nas especificidades das diferentes IMU, é imperativo compreender a sua aplicação.e robótica industrialCada aplicação tem requisitos únicos em relação à precisão, tamanho, peso e consumo de energia. Por exemplo, uma aplicação aeroespacial pode priorizar alta precisão e confiabilidade,Enquanto um dispositivo de consumo pode se concentrar no tamanho e custo.
Tamanho e Peso:Dependendo das limitações do seu projeto, o fator de forma física da IMU pode ser um fator crítico, especialmente para aplicações compactas como dispositivos vestíveis.
Considere fatores ambientais:Se a temperatura do ambiente de aplicação mudar muito ou se trabalhar em condições de temperatura extrema, como em ambientes exteriores de alta ou baixa temperatura,para escolher uma boa função de compensação de temperatura ou uma UIM insensível à temperatura, prestar atenção ao coeficiente de desvio de temperatura com desvio zero e a outros parâmetros para garantir a precisão e estabilidade da medição da UMI a diferentes temperaturas.
5Como o AVIC pode ajudar
AVICéFabricante profissionalespecializada na produção de produtos eletrônicos aeroespaciais e produtos de integração civil-militar e prestando serviços de consultoria técnica e exportaçãoPara ajudar os utilizadores a tirar o máximo partido das suas IMU, por exemplo, as nossas IMU apresentam algoritmos de calibração avançados que podem ajudar a reduzir a deriva e o ruído.Os nossos produtosA Comissão Europeia e o Parlamento Europeu estão a apresentar propostas para a criação de um quadro de trabalho sobre a utilização dos sistemas de medição de risco.
Algoritmos avançados de calibração que ajudam a reduzir a deriva e o ruído.
Software robusto que pode filtrar o ruído e melhorar a precisão das medições da UMI.
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