電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）在運控領域，IMU一直都是核心的傳感器件，想要實現(xiàn)精準的運動，IMU提供的速度信息是必不可少的。尤其是近年來自動駕駛、無人駕駛等話題的高漲，IMU覆蓋的應用也是越來越廣。

MEMS重要類別——IMU

慣性測量單元一直是MEMS市場里重要的產(chǎn)品類型，主要包括加速度計、陀螺儀和磁力計。如今，由分立的慣性測量單元組合成的三軸、六軸、九軸IMU，將加速度傳感器、陀螺儀、磁傳感器等MEMS器件集成在一起，以滿足生產(chǎn)廠商更小體積、更低成本的要求。

慣性傳感器的應用場景隨著其精度級別的差異有著嚴格的區(qū)分。低精度級別的IMU，廣泛應用于消費類電子中的各種設備，尤其是現(xiàn)在越來越多電子設備配置了運動檢測等類似的功能，這些功能都需要用到慣性傳感。

中等精度級別的慣性傳感，在汽車ESP、ADAS和GPS導航系統(tǒng)中很常見。汽車正在朝著高等級自動駕駛升級，自動駕駛車輛想要實現(xiàn)對道路狀況進行實時預測，前提就是自動駕駛汽車必須具備超強的檢測感知能力。

慣性導航系統(tǒng)是L3及以上等級自動駕駛車輛不可或缺的模塊，其特點是更新頻率高，能夠在GPS、GNSS、5G等外部信號不佳時通過自身運動信息實現(xiàn)定位。

當然目前熱門的汽車應用中，單一慣性傳感仍然是不夠的，因為有個缺點，即誤差會隨著時間的推進而增加，所以單一慣性傳感只能短時用于定位。常見的是GPS＋IMU的方案，機器視覺、UWB、激光雷達等各種傳感定位技術與IMU的融合進化也在自動駕駛中發(fā)揮出重要作用。

超高精度的慣性傳感，則屬于軍工和航空航天級應用。各種精度級別的慣性傳感，在不同應用中提供了相對精準的運動信息，可以說離開了慣性傳感器，運動測量定位就無從談起。

MEMS器件的集合，IMU如何發(fā)展

MEMS加速度計和MEMS陀螺儀是基礎的IMU組成器件，IMU發(fā)展到現(xiàn)在，也已經(jīng)不局限于這兩類器件?，F(xiàn)在的很多IMU會將加速度計、陀螺儀、壓力傳感器、磁傳感器等等器件和信號處理電路等功能零件集成在硅芯片內(nèi)，實現(xiàn)“芯片級導航”。

MEMS加速度計是測量運載體加速度的器件，本質(zhì)上它是一個一自由度的振蕩系統(tǒng)，是MEMS領域非常成熟的一類器件。

MEMS加速度計一般走電容路線，相比傳統(tǒng)電容加速度計已經(jīng)在小尺寸、低功耗和更快的頻率響應上做得越來越好。精度上不管是內(nèi)部集成ADC還是外部配置ADC，都已經(jīng)可以做的很高。

MEMS陀螺儀則用于角速率測量，其原理與加速度計工作原理相似，陀螺儀的上層活動金屬與下層金屬形成電容?，F(xiàn)在的MEMS陀螺儀在分辨率和靈敏度上都在做進一步提升。

作為各種MEMS器件的集合，IMU除了在精度上更進一步，低功耗的轉(zhuǎn)變尤為突出。尤其是中小型應用，對低功耗的需求十分明顯。目前在IMU領域，低功耗的競爭非常激烈，如何獨立于處理器進行檢測并保持低功耗，是現(xiàn)在每個IMU廠商都在突破的。

除此之外，為了彌補IMU天生因為自恃性在漂移、誤差上的劣勢，融合其他傳感技術也是廠商們保證精準運動檢測相當常見的一種辦法。硬件上需要將IMU與其他特色各異的傳感器進行融合補足，算法層面上也需要著力去優(yōu)化零漂等問題。單一IMU總是會有缺陷的，融合傳感是未來汽車等熱門領域重點關注的發(fā)展方向。

小結(jié)

傳感器作為感知外界信息的媒介，不管是在消費類市場還是更高精度的應用市場都有著不可替代的重要價值。IMU作為運動檢測的核心傳感器，給極度依賴外部數(shù)據(jù)的系統(tǒng)提供了至關重要的輔助數(shù)據(jù)，在新興市場需求的驅(qū)動下，IMU也在融合技術路線上走得更遠了。