惯性传感器有哪些分类和应用?惯性传感器如何融于普通传感器?

传感器的使用极为广泛，不同应用领域中，又会使用到具体的子类型传感器。为增进大家对传感器的认识，本文将对惯性传感器的应用、惯性传感器的分类、构成以及惯性传感器与普通传感器的融合予以介绍。如果你对惯性传感器具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、惯性传感器的应用

低精度MEMS惯性传感器作为消费电子类产品主要用在手机、GPS导航、游戏机、数码相机、音乐播放器、无线鼠标、PD、硬盘保护器、智能玩具、计步器、防盗系统。由于具有加速度测量、倾斜测量、振动测量甚至转动测量等基本测量功能，有待挖掘的消费电子应用会不断出现。

中级MEMS惯性传感器作为工业级及汽车级产品，则主要用于汽车电子稳定系统(ESP或ESC)GPS辅助导航系统，汽车安全气囊、车辆姿态测量、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。

高精度的MEMS惯性传感器作为军用级和宇航级产品，主要要求高精度、全温区、抗冲击等指数。主要用于通讯卫星无线、导弹导引头、光学瞄准系统等稳定性应用;飞机/导弹飞行控制、姿态控制、偏航阻尼等控制应用、以及中程导弹制导、惯性GP战场机器人等。

二、惯性传感器的分类

惯性传感器分为两大类：一类是角速率陀螺;另一类是线加速度计。

角速率陀螺又分为：机械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑气浮角速率陀螺;挠性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球谐振角速率陀螺等);光纤角速率陀螺;激光角速率陀螺等。

线加速度计又分为：机械式线加速度计;挠性线加速度计;MEMS硅﹑石英线加速度计(含压阻﹑压电线加速度计);石英挠性线加速度计等。

三、惯性传感器的构成

惯性传感器包括加速度计(或加速度传感计)和角速度传感器(陀螺)以及它们的单、双、三轴组合IMU(惯性测量单元)，AHRS(包括磁传感器的姿态参考系统)。

MEMS加速度计是利用传感质量的惯性力测量的传感器，通常由标准质量块(传感元件)和检测电路组成。

IMU主要由三个MEMS加速度传感器及三个陀螺和解算电路组成。

四、惯性传感器如何用于传感器融合

现在我们了解了惯性传感器的组成部分，它与传感器融合有什么关系，我们为什么要关心它?好吧，仅传感器并不那么“智能”。他们生成原始数据。但这些原始数据必须经过处理和打包才能成为可操作的。

惯性传感器中的传感器类似于阅读您的患者档案的专科医生——他们都有自己的意见，并且他们的专长为他们提供其他人没有的洞察力，但您可以处理他们的意见以做出最终决定。例如，如果加速度计表明重力正在从指向下方变为更水平的角度，但陀螺仪显示几乎没有运动，你相信哪个?那么，在这种情况下，陀螺仪应该更受信任，因为它不受外力的影响。由于陀螺仪告诉我们用户框架没有改变，可以肯定地说设备一直在加速，就像汽车直线行驶一样。

在另一种情况下，如果陀螺仪显示小而一致的角速度，但加速度计和磁力计显示设备处于静止状态，那么您可以相信两位同意的“医生”的意见。然后你可以推断出有一些陀螺仪偏差会给出错误的输出。这些示例旨在展示传感器融合对于理解基于传感器信息融合的最佳输出是必不可少的。这可用于确定准确的运动、方向和航向信息。

与传感器融合软件结合使用时，惯性传感器不仅可用于更准确的运动、方向和航向，还可用于特殊功能。深思熟虑的惯性传感器数据融合可以通过预测性头部跟踪创建流畅的XR体验，从而最大限度地减少延迟影响。对于无线演示或电视遥控器，传感器融合可以直接将3D控制器运动转换为屏幕上直观的2D运动。加速度计和陀螺仪传感器的组合还可以检测复杂的空中形状和手势。在人类导航中，分析来自加速度计和陀螺仪的数据，传感器融合可以估计某人步行的方向和距离。

传感器融合不必仅通过惯性传感器完成，但通常从惯性传感器开始。在XR空间中，控制器方向与来自外部摄像头的线性位置的融合可以创建一个有效的由内向外的6自由度系统。对于机器人导航，惯性传感器与光流和车轮编码器数据的融合可创建准确且稳健的航位推算。如果涉及运动，传感器融合可能会有所帮助。

以上就是小编这次想要和大家分享的有关惯性传感器的内容，希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章，可以在网页顶部选择相应的频道哦。