姿态传感器mru（mti姿态传感器）

文章一开始我们先来了解两个术语：航向和姿态参考系统（英文简称AHRS）和惯性测量单元（英文简称IMU）。今天我们就围绕这两个我们不太熟悉的概念，向大家介绍一下AHRS和IMU在使用加速度传感器、陀螺仪、磁力计等传感器进行惯性测量时的联系和区别，以及它们各自的应用领域。

在此之前，我们需要了解一些关于运动的基本知识。

运动分析简介

我们知道，如果将一个物体视为三维空间中的刚体（不考虑变形），无论其运动多么复杂，该运动都可以分解为物体质心的曲线运动以及绕质心的旋转运动。这种曲线运动通常可以表示为： 运动初始条件和加速度：

旋转运动的角度可以用角速度和时间的方程来表示。在实际的运动测量跟踪中，通常使用加速度计和陀螺仪来测量物体的加速度和旋转角度。

刚体三维运动分析

AHRS与IMU

AHRS（Attitude Heading Reference System），全称航向和姿态参考系统，利用加速度传感器、陀螺仪和电子罗盘来测量实际目标的运动参数和方位。对测量值进行处理和计算以确定目标的位置和运动状态。进行实时跟踪和监控。

IMU（InertialMeasurementUnit），又称惯性测量单元，是利用加速度传感器和陀螺仪测量目标系统的加速度和旋转角速度，以获得目标在惯性基准下的运动和状态的装置系统。

参考系统区别

从两者的定义中不难看出，AHRS选择测量的参考系是地球本身，其测量对象所在的位置也是特定的地理位置。 IMU惯性测量单位不同。它测量相对特定的惯性参考系下的位置和运动状态。参考系统可以是固定点，例如房屋或建筑物，也可以是匀速移动的系统。从概念上讲，惯性测量单元的应用范围更广，因为AHRS的参考点地球也是一个惯性参考系（不是绝对的，只在地球范围内。在太阳系中，太阳是用作惯性参考系）。

9轴姿态检测模块

系统组成区别

虽然AHRS和IMU的测量元件基本相同，但由于AHRS的参考系不同，AHRS比IMU需要多一个磁力计。 AHRS在监测运动轨迹和状态时，由于陀螺仪时间漂移的问题，在对运动过程中的旋转角度进行积分时，随着时间的推移，误差会越来越大。因此，需要磁力计来及时检测运动。地理方位角已校准。

测量准确性

由于AHRS选择地球作为参考系，并使用磁力计测量电磁场进行位置校准，相比之下，不包含磁力计的惯性测量单元的精度往往更高。通过磁力计校准地理方位角，当然可以在一定程度上提高精度。但磁力计本身的误差，以及测量漂移、复杂磁场等因素也会导致测量精度下降。另外，由于IMU参考系统的不确定性，通常采用精度和稳定性较好的陀螺仪来保证旋转角度测量的准确性。当然，相比之下，通用IMU的成本要高一些。

AHRS通常应用于航空飞行测量、地面机动车辆遥控、无人机跟踪等领域。

应用范围

由于AHRS参考系的选择，其应用领域不如IMU广泛。 AHRS通常采用磁力计等传感器，应用于航空飞行测量、地面机动车辆遥控、无人机跟踪等领域。由于IMU参考系的灵活性，惯性测量通常可用于室内轨迹计算、盲点导航、体感游戏、航天计算、军用惯性制导等。