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    惯性测量单元（Inertialmeasurementunit，简称IMU）被定义为“无需外部参考的可测量三维线运动及角运动的装置”，即测量物体三轴姿态角（或角速率）以及加速度的装置。惯性测量单元IMU的组成部分IMU由三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪组成，加速度计用来检测物体在载体坐标系统**三轴的加速度信号，而陀螺仪用来检测载体相对于导航坐标系的角速度信号、测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。因此IMU在导航中有着很重要的应用价值。想象一个笛卡尔坐标系，形如下图所示，具有x轴、y轴和z轴，传感器能够测量各轴方向的线性运动，以及围绕各轴的旋转运动。这就是所有IMU的根本出发点，所有惯性导航系统都是据此而构建。加速度计加速度计测量加速度，利用的原理是a=F/M，测量物体的“惯性力”。加速度计在惯性参照系中用于测量系统的线加速度，但只能测量相对于系统运动方向的加速度（由于加速度计与系统固定并随系统转动，不知道自身的方向）。可以通过对加速度进行解算，求得角速度，但由于精度不高，不具有很好的使用价值。但是加速度计可以辅助陀螺仪进行角度解算。陀螺仪陀螺在惯性参照系中用于测量系统的角速率。山东厂家mems芯片哪家快

    入住头条有1年多了，***次发文。我是一只在无人机领域的嵌入式工程狮，看了头条上很多的对PID解说的专业文章，几乎都是从控制上切入的，这里我从不同的角度来分析PID。先说结论：PID的本质是跟随器，用于**给定信号。很多朋友在这里又会发问了，PID不是控制器吗？在某**百科上面的解释就是：比例（P）积分（I）微分（D）控制，简称PID控制。这是没错的，PID算法从100年前开始出现，就开始***的用于工业控制，PID的起源就是用于做控制器。看起来PID和控制是分不开的，实则不然。从PID的公式也可以看出，e是目标量和输出量的偏差，当误差e趋近0时，输出u将收敛到一个固定值。**终PID实现的效果就是将目标量和输出量两者的偏差归零，当目标量变化时，输出量也会跟随着目标量变化，也就是说输出量通过PID来跟随目标量。下面我从两个例子来说明PID分别作为控制器使用和信号跟随器的使用。PID作为控制器——水箱液位控制这里水箱的液位我们假设没有延迟，设计一个PID控制器来控制液位，误差e为目标液位和输出量为液位之差。u为执行器输出，这里是阀门开度，大于0为注水，小于0为放水。具体代码不在此赘述。刚开始的时候，把液位设置到5米，2秒后实际液位基本到达5米。四川直销mems芯片哪家快

    其次，同样是由于IMU不需要任何外部信号，它可以被安装在汽车底盘等不外露的区域，可以对抗外来的电子或机械攻击；相比而言，视觉、激光和毫米波在提供相对或***定位时必须接收来自汽车外部的电磁波或光波信号，这样就很容易被来自攻击者的电磁波或强光信号干扰而致盲，也容易被石子、刮蹭等意外情况损坏。***，IMU对角速度和加速度的测量值之间本就具有一定的冗余性，再加上轮速计和方向盘转角等冗余信息，使其输出结果的置信度远高于其它传感器提供的***或相对定位结果。总而言之，在自动驾驶纷繁复杂无法穷举的工况中，IMU以其超高的置信度、完全无需外部依赖的特性，以及强大的抗干扰能力，像一颗定海神针，为自动驾驶的定位系统提供***一道安全保障。

    MPU-60X0运动处理单元是世界上***个集成了9轴传感器融合的运动处理解决方案，它使用其现场验证和专有的MOTIONFusion引擎，用于手机和平板应用、游戏控制器、运动指针遥控器和其他消费设备。MPU-60X0具有嵌入式三轴MEMS陀螺仪、三轴MEMS加速度计和数字运动处理器（DMP）硬件加速器引擎，其具有与第三方数字传感器（如磁强计）接口的辅助I2C端口。当连接到一个3轴磁力仪，MPU-60X0提供一个完整的9轴MOTIONFION输出到其主要的I2C或SPI端口（SPI*在MPU-6000上可用）。MPU-60X0将加速度和旋转运动以及航向信息结合到一个单独的应用数据流中。与离散陀螺仪和加速度计解决方案相比，这种Motiocessing™技术集成提供了更小的占地面积和固有的成本优势。MPU-60X0也被设计成与多个非惯性数字传感器（例如压力传感器）连接在其辅助设备上。I2C端口。MPU-60X0是第二代运动处理器，与MPU-30X0系列兼容。MPU-60X0具有三个16位模数转换器（ADC），用于将陀螺仪输出数字化，以及三个16位ADC，用于将加速度计输出数字化。对于快速和慢速运动的精确**，零件具有用户可编程陀螺仪满刻度范围为±250°、±500°、±1000°/sec和±2000°/sec。

    用加速度计就够了嘛，为什么一定要用陀螺仪呢？因为加速度计测量的物理量是比力，而非加速度，加速度是通过比力计算得到的。加速度计不能分辨出是地球引力还是运动外力。所以在被测量物体运动的时候将无法得到准确的倾角。这个时候陀螺仪就起作用了，因为陀螺仪对运动加速度不敏感。陀螺仪短时间内计算的角度很准确，但时间长了会产生累计误差，加速度计长时间内的稳定弥补了陀螺仪的短缺。加速度计在运动的情况下测量有误差，陀螺仪对运动不敏感。所以可以用两者的互补关系，来设计一个倾角传感器。那这里面怎么用到PID的性质呢？我们把加速度求得的角度θ作为目标量，我们把陀螺仪积分角度θgyro作为输出量。让陀螺仪角度跟随着加速度角度。设计PI跟随器，调节参数，让陀螺仪积分角度θgyro慢慢跟随加速度计算的角度θ。下图是计算周期为50ms时，kp=，ki=。角速度噪声±。加速度受到运动的影响，角度噪声为±2度。在0秒时以角速度10度/秒运动2秒，在2秒时角速度以-10度/秒运动4秒。下面是6s到10s的放大图。真实角度（蓝色）为-21度，陀螺仪积分角度（紫色）漂移了2度左右，加速度计计算角度（绿）噪声为±2度，组合角度（红。四川官方mems芯片性价比高

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    一般还内置有温度计进行实时的温度校准。汽车中的IMUIMU的应用IMU大多用在需要进行运动控制的设备，如汽车和机器人上，也被用于需要用姿态进行精密位移推算的场合，如潜艇、飞机、导弹和航天器的惯性导航设备等。与其他导航系统相比，惯导系统同时具有信息***、完全自主、高度隐蔽、信息实时与连续，且不受时间、地域的限制和人为因素干扰等重要特性，可在空中、水中、地下等各种环境中正常工作。例如，IMU的上述优势，在自动驾驶系统中表现的尤为明显。在自动驾驶系统中，IMU可作为其他传感器数据缺失时的有效补充。通过计算车辆的姿态（俯仰角和滚动角）、航向、速度和位置变化，IMU可用于填补GNSS信号更新之间的空白，甚至可在GNSS和系统中的其他传感器失效时，进行航位推算。因此，作为一个**的数据源，IMU可用于短期导航，并验证来自其他传感器的信息。有人说，自动驾驶系统在定位领域的***一道防线是IMU，主要原因有三个：首先，IMU对相对和***位置的推演没有任何外部依赖，是一个类似于黑匣子的完备系统；相比而言，基于GPS的***定位依赖于卫星信号的覆盖效果，基于高精地图的***定位依赖于感知的质量和算法的性能，而感知的质量与天气有关，都有一定的不确定性。山东厂家mems芯片哪家快

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