IMU和AHRS之间的不同

IMU和AHRS之间的不同

AHRS航姿参考系统
航姿参考系统包括基于MEMS的三轴陀螺仪,加速度计和磁强计。航姿参考系统与惯性测量单元IMU的区别在于,航姿参考系统(AHRS)包含了嵌入式的姿态数据解算单元与航向信息,惯性测量单元(IMU)仅仅提供传感器数据,并不具有提供准确可靠的姿态数据。
目前常用的航姿参考系统(AHRS)内部采用的多传感器数据融合进行的航姿解算单元为卡尔曼滤波器。

IMU的基组成
利用三轴地磁解结合三轴加速度计,受外力加速度影响很大,在运动/振动等环境中,输出方向角误差较大,此外地磁传感器有缺点,它的绝对参照物是地磁场的磁力线,地磁的特点是使用范围大,但强度较低,约零点几高斯,非常容易受到其它磁体的干扰,如果融合了Z轴陀螺仪的瞬时角度,就可以使系统数据更加稳定。加速度测量的是重力方向,在无外力加速度的情况下,能准确输出ROLL/PITCH两轴姿态角度并且此角度不会有累积误差,在更长的时间尺度内都是准确的。但是加速度传感器测角度的缺点是加速度传感器实际上是用MEMS技术检测惯性力造成的微小形变,而惯性力与重力本质是一样的,所以加速度计就不会区分重力加速度与外力加速度,当系统在三维空间做变速运动时,它的输出就不正确了。陀螺仪输出角速度,是瞬时量,角速度在姿态平衡上是不能直接使用,需要角速度与时间积分计算角度,得到的角度变化量与初始角度相加,就得到目标角度,其中积分时间Dt越小,输出角度越精确,但陀螺仪的原理决定了它的测量基准是自身,并没有系统外的绝对参照物,加上Dt是不可能无限小,所以积分的累积误差会随着时间流逝迅速增加,最终导致输出角度与实际不符,所以陀螺仪只能工作在相对较短的时间尺度内。

所以IMU和AHRS参考系统的区别是 AHRS参考系统多了地磁计作为寻北功能。

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