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什么是IMU传感器，imu传感器优缺点

文章出处：责任编辑：百世精工科技发表时间：2023-06-06 09:45:28

IMU传感器介绍

什么是IMU传感器？IMU（惯性测量单元）传感器提供时间序列数据，用于人类活动识别问题、跟踪和导航问题等。在 AI 时代，这种廉价且可靠的传感器可以提供大量数据，因此可以使用机器/深度学习将其推广到各个领域的许多有用见解。

我们在哪里可以找到 IMU 传感器？

实际上，几乎无处不在！让我们从我们的智能手机开始。大多数智能手机设备内部都配备了 IMU 传感器，这是一种 MEMS（微机电系统）技术。它也被放置在许多平板设备中。 IMU 在汽车和航空航天工业中非常常见，因为它可以更好地确定车辆的位置和方向。

IMU传感器示意图

IMU传感器一般说明

惯性测量单元是导航领域中常见的传感器之一（但不仅如此）。它包含一个加速度计和陀螺仪（有时还有一个磁力计，很少还有一个气压计）。第一个负责加速度测量，第二个负责角速度测量。每一个度量都在一个三轴坐标系中表示，所以一般来说，它们一起产生一个 6 维度量时间序列流。

IMU传感器是如何工作的？

因此，让我们针对 4 个不同的传感器将讨论分为 4 个部分：

•加速度计是一种测量比力的传感器（身体质量将力归一化）。它在其局部坐标系中提供 x、y 和 z 轴上的加速度。

•陀螺仪是一种传感器，可在其局部坐标系中测量绕 x、y 和 z 轴的角速度。通常，将测量结果集成在角度本身中。

•磁力计是一种测量地球磁场并提供航向的传感器（指南针就是这样一种设备）。如果它包含在 IMU 中，我们通常将其描述为“9 轴 IMU”。

•气压计是测量气压并能提供高度的传感器。

跟踪关系和主要缺点

imu传感器优缺点有哪些？IMU 的主要缺点之一是当单独将它们与导航方程相结合以找到位置时，它们会累积误差。例如，噪声加速度的双重积分会导致位置解不准确，最终导致巨大的漂移。因此，许多跟踪/导航应用程序使用额外的传感器，例如GNSS接收器和相机。这些传感器以较低的频率提供位置信息并重置累积的误差。

HAR 问题作为 IMU 传感器数据的重要用途

其中一个著名的时间序列数据集是人类活动识别，其中包含记录的IMU信号，于2014年发布。一些活动的集合被标记并以 50[Hz] 频率存储。它被广泛用于评估最先进的时间序列分类算法。要了解更多信息，您可以参考原始论文。许多算法被建立为仅基于IMU信号来识别人类活动，因为它可以表述为分类问题。与图像/视频等相比，使用IMU信号进行HAR的主要优点是数据量小。这一优势允许 HAR 分类器的紧凑表示。