原创 AHRS（航姿参考系统）和IMU（惯性测量单元）的区别

 2010-5-9 19:48  9203 5 6 分类: 测试测量

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～～
（IMU）Inertial
measurement unit，（非内蒙古大学——Inner Mongolia University）学名惯性测量单元，大学的理论力学告诉我们，所有的运动都可以分解为一个直线运动和一个旋转运动，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的测量物体的姿态。。通过加速度计可以二次积分得出位移，实现完整的6DOF,也就是说你带着一台这种理论型的IMU在宇宙任何位置运动。。我们都可以知道他当前的姿态和相对位移～～这将不局限于任何场。。
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。。
而用加速度计积分做位置的话。AHRS是不现实的（1分钟就能飘出几十米。。而且是成二次方的速度递增）。。AHRS通常要结合GPS和气压计做位置～～我听说的IMU积分做位置的是一天多少海里。。这样的一个参数数量级。。也许在海上还能用的到～～
这就是AHRS和IMU在我的理解里的一个差异。。自己给自己梳理

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文章评论（1条评论）

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用户1576633 2010-5-10 13:53

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以及垂直于水准面的重力垂线来测量和描述被测物体姿态，所以在高纬度地区误差大总之，个人认为AHRS应该是IMU的一个特例应用，是IMU应用的一个子集

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