慣性測量單元Inertial measurement unit，簡稱 IMU，是測量物體三軸姿態(tài)角(或角速率)以及加速度的裝置。

目前來說，市面上存在的IMU以6軸與9軸為主。6軸IMU包含一個三軸加速度計，一個三軸陀螺儀；9軸IMU則多了一個三軸的磁力計。另外，對于MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，中文稱微機電系統(tǒng)）技術(shù)的IMU，一般還內(nèi)置有溫度計進行實時的溫度校準。無論是6軸或9軸IMU，都可以實時的輸出三維的加速度信號與加速度信號，以此解算出物體的當前姿態(tài)。這在在平臺穩(wěn)定與導航中有著重要的應用價值。

IMU大多用在需要進行運動控制的設備，如汽車和機器人上。也被用在需要用姿態(tài)進行精密位移推算的場合，如潛艇、飛機、導彈和航天器的慣性導航設備等。

當我們晚上回到家，發(fā)現(xiàn)家里停電時，眼睛在黑暗中什么都看不見的情況下，只能根據(jù)自己的經(jīng)驗，極為謹慎地走小碎步，并不斷用手摸周圍的東西（比如冰箱），用以確定自己所在的位置。

IMU的原理和黑暗中走小碎步很相似。

在黑暗中，由于自己對步長的估計和實際走的距離存在誤差，走的步數(shù)越來越多時，自己估計的位置與實際的位置相差會越來越遠。就像下圖所示。

走第一步時，估計位置（黑人所在位置）與實際位置（白人所在位置）還比較接近；但隨著步數(shù)增多，估計位置與實際位置的差別越來越大。

圖中的小人只朝一個方向移動，是一維的。根據(jù)此方法推廣到三維，就是慣性測量單元的原理。

學術(shù)上的語言是：以牛頓力學定律為基礎，通過測量載體在慣性參考系的加速度，將它對時間進行積分，且把它變換到導航坐標系中，就能夠得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置等信息。

與其他導航系統(tǒng)相比, 慣導系統(tǒng)同時具有信息全面、 完全自主、 高度隱蔽、 信息實時與連續(xù), 且不受時間、 地域的限制和人為因素干擾等重要特性 (見表 ), 可在空中、 水中、 地下等各種環(huán)境中正常工作。

慣性傳感器的發(fā)展情況直接決定了慣性導航系統(tǒng)的開發(fā)和應用，慣性傳感器自身的成本、體積和功耗影響了慣性導航系統(tǒng)的相應參數(shù)指標。

慣性測量傳感器的發(fā)展需要權(quán)衡以下幾個因素：

精確性、連續(xù)性、可靠性、成本、體積/重量、功耗。

因此，在慣性器件研究方面，體積小、價格低廉的MEMS慣性傳感器和高精度、高性能傳感器將會是未來發(fā)展的重點。

MicroStrain慣性傳感器產(chǎn)品包括有戰(zhàn)術(shù)級、工業(yè)級和準工業(yè)級三個模塊。各個模塊的產(chǎn)品又分為輔助慣導系統(tǒng)、AHRS航姿參考系統(tǒng)、IMU慣性測量三個類型。MicroStrain的產(chǎn)品具有重量輕（最小僅8g），體積小，功耗低的特點。目前被廣泛應用于航天航空、無人機飛行可控制、動中通等領域。

3DM-GX5-25

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