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摘要
IMU在导航中的核心价值无可替代，为了提高其可靠性，还可以为每个单轴配备更多种类的传感器。为保证测量准确性，一般IMU要安装在被测物体的重心上。
随着自动驾驶技术越来多地被人们所提及，相关的技术也在不断的发展，各类高精度定位、传感等技术得到了长足的发展，而其中有一个冉冉升起的新星，那就是IMU技术。这个技术的出现弥补了GPS定位的不足，两者相辅相成，可以让自动驾驶汽车获得最准确的定位信息。
其实别看IMU这个技术看上去比较陌生，其实我们每天使用的手机，出行会用到的汽车、飞机，甚至导弹、宇宙飞船都会使用到IMU，区别在于成本和精度。
我们驾驶汽车，按着GPS或北斗导航的指示行驶在陌生道路上，当穿越隧道时导航系统依然可以为我们提供方向、速度、里程、时间等行驶数据，我们惊叹于脱离了卫星系统的信号接收，导航系统如何运行？这就是惯性测量技术为我们续航。
IMU全称inertial measurement unit，即惯性测量单元，它由三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪组成，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺仪检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，对这些信号进行处理之后，便可解算出物体的姿态。
值得注意的是，IMU提供的是一个相对的定位信息，它的作用是测量相对于起点物体所运动的路线，所以它并不能提供你所在的具体位置的信息，因此，它常常和GPS一起使用，当在某些GPS信号微弱的地方时，IMU就可以发挥它的作用，可以让汽车继续获得绝对位置的信息，不至于“迷路”。
惯性技术是用来实现运动物体姿态和运动轨迹控制的一门技术，它是惯性仪表、惯性稳定、惯性系统、惯性制导和惯性测量等相关技术的总称。惯性技术涉及物理、数学、力学、光学、材料学、机密机械学、电子技术、计算机技术、控制技术、测量技术、仿真技术、加工制造及工艺技术等，是一门多学科交叉的技术，主要研究惯性仪表和惯性系统的理论、设计、制造、试验、应用、维护，广泛应用于航空、航天、陆地导航和大地测量、钻井开隧道、地质勘探、机器人、车辆、医疗设备等，以及照相机、手机、玩具等领域，总之，敏感物体的运动姿态和轨迹、定位和定向都少不了它。
惯性技术是现代精确导航、 制导与控制系统的核心信息源。在构建陆海空天电 (磁) 五维一体信息化体系中，在实现军事装备机械化与信息化复合式发展的进程中, 惯性技术具有不可替代的关键支撑作用。
影响IMU性能的主要因素：
MEMS-IMU主要误差源
将IMU的误差源归类后主要有以下四类：
1
加速度计影响因素
在IMU中，加速度计对其的影响主要体现在加速度计的精度和稳定性两个方面。其中加速度计的高精度是为保障后续数据处理的精确性，加速度计的稳定性则是直接影响IMU能否发挥出正常性能的关键因素。
其中加速度计精度可采用6位置静态标定法。将IMU器件安装完毕后，按照下图的六个位置分别收集三个方向加速度计的数据。
2
陀螺仪影响因素
陀螺仪对IMU的影响主要体现在其精确性上，其精确性将直接影响姿态解算的优劣程度，换句话说，最后IMU能否正确感知产品的姿态就是依靠陀螺仪的精确性。
陀螺仪误差模型与加速度计类似，采用的标定方法是动态旋转的，将IMU置于单轴转台中，令每个轴向上、向下，并分别以50°/s、100°/s、150°/s、200°/s、250°/s的转速转动正反方向，并收集足够的数据。
除精确性外，MEMS陀螺的性能指标主要有：标度因数（与比例因子互为倒数）、标度因数非线性、零偏、零偏稳定性、零偏重复性。这些指标系统的反映了陀螺仪的性能，因此有必要对其进行相应的测试，掌握其具体的指标参数。
3
温度影响因素
MEMS惯性器件在温度发生变化时，其精度会产生较大的差异，一般情况下，惯性器件的工作环境不可能是恒温环境，尤其是陀螺的精度受到严重影响，因此温度的影响不能忽略，以陀螺仪为例，置放惯性器件于恒温转台中试验，并在不同温度下收集数据。
4
IMU产品化后主要影响因素
A．信噪比低
信噪比低会造成使用IMU的产品不敏感，因此最棘手的问题便是降噪。一般此种情况可利用小波降噪，对信号进行消噪实际上是抑制信号中的无用部分，增强信号中的有用部分的过程。
惯性器件常用的消噪过程为：
a. 信号的小波分解，选择一个合适的小波并确定分解的层次，然后进行分解计算；
b. 小波分解高频系数的阈值量化，对各个分解尺度下的高频系数选择一个阈值进行软阈值量化处理；
c. 小波重构，根据小波分解的最底层低频系数和各层分解的高频系数进行一维小波重构。其中最关键的是如何选择阈值以及进行阈值量化处理，它直接关系信号消噪的质量。
B．漂移大/延迟大
对于信号延迟问题，MEMS的常用器件都有存在，在IMU产品中极为明显。国外研究机构提出利用惯性误差旋转调制技术，来解决延迟问题。惯性误差旋转调制技术实质上是一种误差自补偿技术，利用IMU周期性转动完成对惯性器件慢变误差的调制，是在现有器件精度的条件下实现更高导航精度的有效方法。采用误差调制技术的惯性导航系统结构发生了变化，旋转机构的存在导致陀螺仪和加速度计与载体不再固连，但解算依然采用捷联算法，因此这种惯性导航系统被称为旋转调制型捷联惯性导航系统。
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