IMU

IMU 全称 Inertial Measurement Unit，惯性测量单元，主要用来检测和测量加速度与旋转运动的传感器。其原理是采用惯性定律实现的。

# 九轴 IMU

三轴加速度、三轴角速度、三轴磁力

# IMU 性能参数

量程：加速度计量程、陀螺仪量程

非线性度

零偏：机器人静止状态下，采集出来的角速度不是 0，而是在某个值上下乱跳，去除零飘也很简单，就是在机器人刚上电后，采集 1000 帧陀螺仪原始数据，然后看这 1000 帧数据的方差和标准差，方差小于阈值，代表在采零飘这段时间内，机器人基本保持静止。

轴间灵敏度

噪声密度

温偏

# 固件驱动开发读取数据

IMU 的工作原理是通过其中包含的加速度计来测量 X、Y、Z 三个移动方向上的加速度，通过一重积分得到速度，通过二重积分得到位置，通过包含的陀螺仪测量 Roll、Pitch、Yaw 三个旋转方向上的角速度，通过一重积分得到姿态，包含磁力计的 IMU 还可以通过测量与地球磁场的夹角来确定当前的朝向，弥补加速度计在水平面上的测量缺失问题。

在实际应用中，我们获得的只能是离散的信号，想要通过离散信号来还原真实连续时域信号的曲线是不现实的，我们只能在固定的时间间隔下采样得到当前的角速度，并假设在这一小段△t 中是匀速运动。

累加当前角度 += 当前角速度 * 采样时间间隔

$\theta=\omega+\delta t$

# 参数标定

误差：

加速度计测量的是三轴线加速度，普通的消费级 IMU，往往加速度计的高频噪声特别大，单独使用加速度计一般效果都比较糟糕。常见误差来源：

轴间误差：加速度计三轴间理论是严格互相垂直的，但实际的传感器是很难保证严格垂直安装，比如期望是 90°，实际是 88°，这种误差统称为轴间误差。
尺度误差：这个是传感器内部测量不准，比如机器人朝 Y 轴以 1m/s2 的加速度超前走，实际传感器测量的可能是 0.8m/s2，这两个误差都可以通过椭球拟合或 6 面法标定，扫地机项目中未使用标定算法。