惯性测量单元

惯性测量单元(IMU)是由测量加速度的加速度计和测量角速度的陀螺仪组成的一组传感器。通常，还包括一个磁力计来测量地球磁场。这三个传感器中的每一个都产生一个3轴测量，这三个测量组成了一个9轴测量。

姿态、航向和参考系统

姿态航向和参考系统(AHRS)获取9轴传感器读数并计算设备的方向。这个方向是相对于NED框架给出的，其中N是磁北方向。Simulink中的AHRS块使用间金宝app接卡尔曼滤波器结构来实现这一点。

金宝app仿真软件系统

打开融合IMU传感金宝app器数据的Simulink模型

open_system (“IMUFusion金宝appSimulinkModel”）;

输入和配置

IMU块的输入是设备的线性加速度、角速度和相对于导航框架的方向。方向采用四元数(Simulink中的4乘1向量)或旋转矩阵(Simulink中的3乘3矩阵)的形式，将导航框架中的数量旋转到主体框架。金宝app在这个模型中，角速度被简单地积分来创建一个方向输入。角速度单位是rad/s线性加速度单位是m/s^2。因为AHRS只有一个与平移相关的输入(加速度计输入)，所以它不能区分重力和线性加速度。因此，AHRS算法假设线性加速度是一个缓慢变化的白噪声过程。这是9轴融合算法的一个常见假设。

真北与磁北

IMU块对话框中的磁场参数可以设置为本地的磁场值。磁场值可以在美国国家海洋和大气管理局的网站或者使用wrldmagm在航天工具箱™中的功能。IMU块对话框上的磁场值对应于朝向真北的完美磁强计的读数。因此，IMU块的方向输入相对于NED帧，其中N为真北方向。然而，AHRS滤波器导航到磁北，这是典型的这种类型的滤波器。因此，IMU的方向输入和AHRS输出的估计方向因真北和磁北的倾角而不同。

这个模拟是为纬度和经度。在IMU块中，该位置的磁场设置为[27.5550，-2.4169，-16.0849]微特斯拉。这个位置的赤纬大约是

模拟

模拟模型。利用四元数距离比较了AHRS的IMU输入方向和估计输出方向。考虑到欧拉角奇点，这比差分欧拉角等效更可取。

sim卡(“IMUFusion金宝appSimulinkModel”）;

估计取向

估计方向与实际方向的差值应接近，即在此经纬度上的赤纬。

陀螺仪的偏见

AHRS滤波器的第二个输出是偏压校正陀螺仪读数。在IMU块中，陀螺仪的偏差为0.0545 rad/s或3.125 deg/s，这应该与稳定状态值相匹配陀螺仪的偏见块范围。

进一步练习

通过改变IMU上的参数，您应该在AHRS的输出上看到相应的方向变化。您可以在IMU模块上设置与实际IMU数据表相匹配的参数，并调整AHRS参数以满足您的需求。