واحد اندازه گیری اینرسی (Inertial Measurement Unit - IMU)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
واحد اندازه گیری اینرسی (Inertial Measurement Unit - IMU) :
واحد اندازه گیری اینرسی (IMU) یک دستگاه الکترونیکی است که با استفاده از ترکیبی از شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها (و گاهی مغناطیس سنج ها) شتاب خطی و سرعت زاویه ای یک جسم را اندازه گیری می کند. یک IMU کامل معمولا شامل سه شتاب سنج و سه ژیروسکوپ (یک عدد برای هر محور X, Y, Z) است. به این ترتیب، می تواند حرکت جسم را در فضای سه بعدی ردیابی کند. IMUها قلب سیستم های ناوبری اینرسی (INS) هستند.
یک IMU فقط داده های خام شتاب و سرعت زاویه ای را ارائه می دهد. پردازش این داده ها (مانند حذف بایاس، فیلتر کردن، و تلفیق) برای به دست آوردن اطلاعات مفید مانند سرعت، موقعیت و وضعیت (زاویه) بر عهده یک پردازنده خارجی (یا یک واحد پردازشی مجتمع در IMUهای هوشمند) است. کیفیت یک IMU بر اساس مشخصات سنسورهای تشکیل دهنده آن تعیین می شود: نویز، پایداری بایاس، عدم خطی گی، و محدوده اندازه گیری.
IMUها بر اساس کاربرد به رده های مختلفی تقسیم می شوند:
رده مصرفی (Consumer): IMUهای MEMS ارزان قیمت با عملکرد متوسط. در تلفن ها، کنسول های بازی، و پهپادهای ارزان قیمت.
رده صنعتی (Industrial): IMUهای MEMS با دقت بالاتر و پایداری بهتر. در رباتیک، کشاورزی دقیق، و وسایل نقلیه خودران.
رده تاکتیکی (Tactical): IMUهای با دقت بالا (معمولا از نوع فیبر نوری یا لیزری). در هواپیماهای بدون سرنشین پیشرفته، موشک ها، و سکوهای تثبیت شده.
رده ناوبری (Navigation): بالاترین دقت، در کشتی ها، زیردریایی ها، و هواپیماهای تجاری.
پارامترهای مهم برای انتخاب IMU: رانش زاویه (angular random walk)، پایداری بایاس (bias stability)، و محدوده خطی.
کاربردها: ناوبری اینرسی (INS)، کنترل وضعیت پهپادها و ربات ها، تثبیت سکوها و آنتن ها، واقعیت مجازی، و تحلیل حرکت.
\[ IMU_{data} = \{ a_x, a_y, a_z, \omega_x, \omega_y, \omega_z \} \]