您知道 IMU 是什么吗？你知道它代表什么吗？你知道它的实际工作原理吗？
如果您在 汽车测试, 自主导航, 制图甚至在航空航天和国防领域，您都有可能在工作中遇到过 "IMU "这个术语。在本博客中，我们将解释它们是什么、为什么重要以及如何工作。
IMU 代表惯性测量单元
就是这样。惯性测量单元既可以作为导航引擎的独立组件存在，也可以集成到惯性导航系统（INS）中。这就是我们在OxTS 所做的工作--我们的 INS 设备具有一个与 GNSS 接收器相融合的 IMU，两者协调工作，为您提供精确的位置和方向数据。
您用 IMU 来做什么？
惯性测量单元有助于测量物体的动态或运动。
IMU 对车辆测试至关重要
汽车制造商需要按照以下严格标准测试车辆及其系统 严格的标准.作为 INS 的一部分，IMU 可以在测试的每个阶段为制造商提供有关车辆的精确信息。例如，在自主紧急制动测试中，IMU 可以告诉您系统启动时车辆的速度、准确的指向、减速率等等。
开放道路测试也变得越来越重要--在这些环境中，IMU 可帮助确保您随时准确记录车辆的位置。
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IMU 实现自主导航
无论是机器人轴、自动水果采摘机还是无人机，IMU 都是自主导航的基础。虽然所有这些车辆都将使用全球导航卫星系统（GNSS）信号来获取位置信息，但这种信号并不总是可用的。
有时，车辆会穿过隧道、进入森林，如果涉及国防应用，甚至会进入存在 GNSS 干扰的区域。在这些环境中，IMU 通过惯性推算帮助车辆保持在轨道上。INS 从 GNSS 数据中获取最后的已知位置，并从 IMU 获取有关车辆移动速度和方向的数据，然后利用这些数据来估算当前位置。
这里的图片显示的是我们内部制造的自主开发机器人。该机器人使用了 AV200 INS(IMU和全球导航卫星系统），使机器人能够在室内和室外环境中准确导航。在室外环境中，机器人使用全球导航卫星系统（GNSS）信号计算其位置；当 GNSS 信号不可用时，机器人可以继续使用 IMU 和其他机载传感器（如摄像头和激光雷达）的数据导航。 OxTS GAD 接口.
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IMU 保持位置数据的准确性，以便进行地理坐标测量活动
如果您要进行大面积勘测，无论是陆地勘测还是无人机勘测，准确的位置数据都至关重要。INS 是许多勘测有效载荷的核心，使用户能够计算勘测过程中每一点的位置，以便在任务结束后对数据进行地理参照。与导航一样，IMU 通过提供高频数据流来帮助计算有效载荷的位置、航向和方位，从而保持 INS 数据的准确性。
要了解 IMU 的作用，请看这两张图片。黄色的 KML 路径是一辆在伦敦行驶的汽车的位置，完全基于 GNSS 数据：
你可以看到很多不稳定、不平整的线条，以及穿过建筑物的路径--换句话说，数据不准确。现在，这里是相同的路线，但加入了OxTS IMU 的数据：
如您所见，来自 IMU 的数据大大提高了 INS 生成的位置数据的准确性。
它并不完美--由于城市峡谷和隧道众多，伦敦是获取准确位置最具挑战性的环境之一--但好消息是，OxTS 可以做得更好，下面我们将向您展示。
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现在，我们知道了 IMU 的含义和 IMU 的功能。但它究竟是如何工作的呢？
什么是惯性测量单元？
答案很简单，IMU 测量的是线性加速度和角速度的变化。当它集成到 INS 中时，这些数据被用来估算 IMU（以及与其相连的任何设备）的速度、航向和方位。
你可以这样想：你知道汽车加速时被推回座位或转弯时被推向一侧的感觉吗？ IMU 也会感受到类似的推力，并能利用这些数据计算出它的运动状态。
IMU 使用一组加速度计和陀螺仪来测量这些数据。但并不是所有的 IMU 都是一样的，下面我们就来讨论一下。
不同的 IMU 技术
最流行的 IMU 技术是 MEMS，即微机电系统。这意味着整个 IMU 体积很小，可以安装在电路板上，因此 MEMS 技术非常适合智能手机或无人机等对体积要求较高的应用。它们可以由石英制成，但大多数由硅制成。
还有 FOG 和 RLG IMU（分别代表光纤陀螺仪和环形激光陀螺仪）。顾名思义，这些 IMU 使用不同类型的陀螺仪来测量角速度--加速度计可能与 MEMS IMU 的设计相同。
RLG 和 FOG IMU 比 MEMS IMU 更大、更贵，而且长期以来一直享有比 MEMS IMU 更精确、更稳定（这意味着其精度下降的时间更长）的美誉。然而，MEMS 技术一直在不断进步 - 在OxTS ，我们花了数年时间开发精确校准技术和先进的数据处理算法，以从我们的 MEMS IMU 技术中榨取最佳性能。我们还专注于使用各种额外的传感器来进一步提高精度，使用 MEMS 技术为我们的用户提供 FOG 级别的性能（而且是以 MEMS 的价格提供！）。
为了向您说明我们的意思，还记得伦敦周边行程的定位数据图片吗？IMU 使数据比 GNSS 数据精确得多，但仍然存在误差--例如，您可以看到穿过建筑物的线条。
我们一直在OxTS 上进行的创新之一是 激光雷达惯性里程测量简称OxTS LIO。它使用激光雷达扫描仪的速度数据来计算方位和速度数据，这些数据可作为 INS 内部计算的因素。将这些数据添加到 IMU 上，就能生成如下所示的位置数据：
精度要高得多，而且不需要昂贵的 FOG 或 RLG IMU。
我们只是触及了皮毛
本博客的读者是惯性导航领域的新手--不言而喻，要谈的东西还有很多。 地球自转对 IMU 有何影响？ 如果 IMU 和 GNSS 测量的距离不同，该怎么办？ 所有这些如何与 PNT 联系起来？您的惯性导航之旅才刚开始......
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