如何为无人机应用选择惯性测量单元 (IMU)？

惯性测量单元（IMU）是一种使用加速度计和陀螺仪来测量加速度和旋转的电子设备，可用于提供位置数据。

IMU 是无人机系统（UAV、UAS 和无人机）的重要组件，常见应用包括控制和稳定、制导和校正、测量和测试以及移动测绘。

IMU（角速率、线性加速度和磁场强度）或 AHRS（横滚、俯仰和偏航）输出的原始测量结果可以输入惯性导航系统 (INS) 等设备，计算相对位置、方向和速度帮助无人机导航和控制。

IMU 有多种类型，其中一些结合了磁力计来测量磁场强度，但无人机应用的四个主要技术类别是：硅 MEMS（微机电系统）、石英 MEMS、FOG（光纤陀螺仪）、和RLG（环形激光陀螺仪）。

硅 MEMS IMU 基于微型传感器，可测量质量因运动而产生的偏转，或将质量固定到位所需的力。 它们通常比 FOG IMU 具有更高的噪声、振动灵敏度和不稳定性参数，但随着技术的不断发展，基于 MEMS 的 IMU 正变得更加精确。

MEMS IMU 非常适合小型无人机平台和大批量生产装置，因为它们通常可以以更小的尺寸和重量以及更低的成本制造。

FOG IMU 使用基于通过盘绕光纤传播的光束的固态技术。 它们对冲击和振动不太敏感，并具有出色的热稳定性，但容易受到磁场干扰。 它们还在角度随机游动、偏置偏移误差和偏置不稳定性等重要参数方面提供高性能，使其成为极其精确导航等任务关键型无人机应用的理想选择。

更高的带宽也使 FOG IMU 适用于高速平台稳定。 它们比基于 MEMS 的 IMU 更大且成本更高，通常用于大型无人机平台。

RLG IMU 采用与 FOG IMU 类似的技术原理，但用密封环腔代替光纤。 它们通常被认为是最准确的选择，但也是最昂贵的 IMU 技术，并且通常比替代技术大得多。

石英 MEMS IMU 使用由石英微加工而成的一体式惯性传感元件，由振荡器驱动以精确的振幅振动。 然后，振动石英可用于感测角速率，产生可放大的信号并转换为与角速率成比例的直流信号。 这些因素使其成为专为空间和功率受限的无人机环境设计的惯性系统的理想选择。

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