AHRS和imu的比较和加速度陀螺仪的融合..doc

AHRS （航姿参考系统）和 IMU （惯性测量单元）的区别 分类： 算法学习 2014-05-28 15:12 565 人阅读 评论 (0) 收藏 举报 AHRS （航姿参考系统）和 IMU （惯性测量单元）的区别【转】 刚开始的时候我总是搞不清楚 AHRS 和 IMU 的区别。。不知道这有什么区别。。后来慢慢的慢慢的，我理解了～ AHRS 俗称航姿参考系统， AHRS 由加速度计，磁场计，陀螺仪构成， AHRS 的真正参考来自于地球的重力场和地球的磁场～～他的静态终精度取决于对磁 场的测量精度和对重力的测量精度 , 而则陀螺决定了他的动态性能。 这就是 AHRS～在这种前提下。说明 AHRS 离开了地球这种有重力和磁场环境的时候是 没法正常工作的～～而且特别注意。 。磁场和重力场越正交， 则航姿测量效果越好～～也就 是说如果磁场和重力场平行了， 比如在地磁南北极。。这里的磁场是向下的， 即和重量场方 向相同了。 。这个时候航线交是没法测出的～～这是航姿系统的缺陷所在。 。在高纬度的地 方航线角误差会越来越大～～ 旋转运动， 故这个惯性测量单元就是测量这两种运动， 直线运动通过加速度计可以测量， 旋 转运动则通过陀螺。。 我假设 IMU 的陀螺和加速度计的测量是没有任何误差的～～那么通过陀螺则可以精确 从上面的描述何以看出。实际上 AHRS 比 IMU 还多一个磁场传感器，而为什么 AHRS 的级别却低于 IMU 而需要依赖于重力场和磁场呢～～这是由传感器器件架构所决定的。。 AHRS 的传感器通常是成本低廉的 mems 传感器。 。这种传感器的陀螺仪和加速度计的噪声 相对来说很大，以平面陀螺为例用 ADI 的陀螺仪进行积分一分钟会漂移 2 度左右，这种前 提下如果没有磁场和重力场来修正三轴陀螺的话。 。那么基本上 3 分钟以后物体的实际姿态 和测量输出姿态就完全变样了～～所以在这种低价陀螺仪和加速度计的架构下必须运用场向量来进行修正～～ 而 IMU 实际上也是这样的。。。因为我们知道没有绝对精确的传感器，只有相对精确 的传感器， IMU 的陀螺仪用的是光纤陀螺或者机械陀螺～～这种陀螺的成本很高。 。精度相对 mems 陀螺也很高～～精度高不代表准确， IMU 的姿态精度参数通常是一小时飘多少度，比如 xbow 的低端的有一小时 3 度的。。 这就是 AHRS 和 IMU 在我的理解里的一个差异。。自己给自己梳理 我再补充一点个人理解和博主讨论， 我认为 AHR 和 IMU 的最大区别是 IMU 是相对于理想姿态或相对姿态的测量， AHRS是相对于大地水平的姿态测量，博主举的在宇宙中定姿态 的例子就很说明问题，在宇宙中是没有固定的相对物来做姿态参考的，使用 IMU 来测量姿 态也只能相对于飞行器的初始姿态，或理想姿态来测量和描述， AHRS是相对于大地水准面 【感谢】 /zhouusong/1616967/message.aspx # 加速度计和陀螺仪指南 分类： 算法学习 2014-05-29 11:19 647 人阅读 评论 (0) 收藏 举报 写得太好了，又忍不住转载了！ 原文的地址： /thread-1695-1-1.html 本帖翻译自 IMU （加速度计和陀螺仪设备）在嵌入式应用中使用的指南。 这篇文章主要介绍加速度计和陀螺仪的数学模型和基本算法，以及如何融合这两者，侧重算法、思想的讨论 介绍 本指南旨在向兴趣者介绍惯性 MEMS （微机电系统）传感器，特别是加速度计和陀螺仪以及其他整合 IMU （惯性测量单元 ）设备。 IMU 单元例子 ：上图中 MCU 顶端的 ACC Gyro 6DOF ，名为 USBThumb ，支持 USB/ 串口通信 在这篇文章中我将概括这么几个基本并且重要的话题： - 加速度计（ accelerometer ）检测什么 - 陀螺仪（ gyroscope ，也称作 gyro ）检测什么 - 如何将传感器 ADC 读取的数据转换为物理单位（加速度传感器的单位是 g ，陀螺仪的单位是 度/ 秒） 如何结合加速度传感器和陀螺仪的数据以得到设备和地平面之间的倾角的准确信息 在整篇文章中我尽量将数学运算降低到最少。如果你知道什么是正弦、余弦、正切函数，那无论你的项目使用哪种平台你应该都会明白和运用这篇 文章中的思想，这些平台如 Arduino 、 Propeller 、 Basic Stamp 、 Ateml 芯片、 PIC 芯片等等。总有些人认为使用 IMU 单元需要复杂的数学运算（复 杂的 FIR 或 IIR 滤波，如卡尔曼滤波， Parks-McClellan 滤波等）。你如果研究这些会得到很棒且很复杂的结果。我解释事情的方式，只需要基本的 数学。我非常坚信简单的原则。我