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HG1120--中精度IMU的杰出代表

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IMUInertial Measurement Unit,即惯性测量单元。是一种使用加速度计和陀螺仪来测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。狭义上,一个IMU 内在正交的三轴上安装陀螺仪和加速度计,共 6 个自由度,来测量物体在三维空间中的角速度和加速度,这就是我们熟知的“6IMU”;广义上,IMU可在加速度计和陀螺仪的基础上加入磁力计,可形成如今已被大众知晓的“9IMU”

如今的IMU已不仅限于专业导航中使用,其应用范围涉猎广泛:远至军事防御、航空航天、海事等领域,近至日常的移动定位、智能手机、汽车/火车、无人驾驶、智能家居等方面均会使用。

基于传统惯性器件的特点,将MEMS与之结合可极大地改善传统惯性器件的缺点。MEMS是将微电子技术和机械工程融合到一起的工业技术,伴随着制作集成电路的硅半导体工艺的完善,20世纪80年代出现的微型机械、微型传感器和微型执行器的微机械制造技术,使得MEMS技术成为现实产品,满足不同需求的应用领域。根据对MEMS-IMU精度要求不同,大概可将其分为低精度、中精度和高精度三类。

总结来看,低精度MEMS-IMU主要用于消费电子类的产品,其应用范围极为广泛,可用于手机、游戏机、音乐播放器、无线鼠标、数码相机、硬盘保护器、智能玩具、计步器、防盗系统等。与环境传感器等器件结合,可实现助听、运动感测等功能。这类低精度的MEMS-IMU主要的要求是:单价低、尺寸小、温度范围窄。

低精度MEMS-IMU:加速度计尺寸小、重量轻、功耗低,一般测量范围1~50g,分辨率2mg~10mg,陀螺仪一般量程在±300°/s,零偏在500°/h~1000°/h范围内。

相比低精度MEMS-IMU,中精度MEMS-IMU主要用于汽车级及工业级产品。

在汽车级产品中,中精度MEMS-IMU不仅可用于GPS 辅助导航系统,而其对于车电子稳定系统、汽车安全气囊、车辆姿态测量也有奇效。例如IMU可以用作高精度定位、汽车自身姿态的判断,即使在GPS信号丢失或有阻隔的情形中,IMU也可为汽车提供可靠的信息,这便可确保汽车主动安全,是自动驾驶的关键组件之一。再比如,近些年汽车车身稳定系统的标配ESP中,IMU就是其中的关键组件。汽车级可作为一个工业应用的特殊产品,对其可靠性要求高,同时由于需求数量大,和一般工业要求不同的是要求单价低。

在工业级产品中,中精度MEMS-IMU可应用于精密农业、工业自动化、大型医疗设备、机器人、仪器仪表、工程机械等。还记得,Atlas高端类人机器人惊人的平衡感吗?那个摔倒了还可以自己爬起来的神奇机器人,其超强的平衡感要部分归功于其体内的IMU。说起在工业领域使用的惯性传感器,大多以模块形式出现,对于应用于工业级芯片级产品,还必须进行处理,包括软件和硬件电路,以及对不同工业环境的适应性,大多数要求价格适中,精度要求要优于应用于消费电子类的传感器。

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Atlas高端类人机器人

中精度MEMS-IMU:加速度计的量程选择比较宽1~500g,分辨率1mg~3mg,陀螺仪量程大多250°/s以内,零偏在50°/h~200°/h范围内。

来自霍尼韦尔的HG1120就是这样一款优秀的9轴中精度IMU,陀螺仪零偏稳定性,可以控制在:10-48 /hr, 其传感器经过精确校准,并具备自动补偿功能。主要参数如下:

HG1120 可以应用于多个工业领域:自动驾驶、无人采矿、无人机、海底深潜等等。

 

2019年4月30日 15:14
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