SAE2020 军用和航空航天飞行器应用的惯性测量单元 (IMU) 接口要求

SAE International 的前身是汽车工程师协会，是一家非营利组织，致力于制定和发布用于航空航天、汽车和商用车行业的标准。该组织制定的《SAE2020军用和航空车辆应用的惯性测量单元（IMU）接口要求》标准描述了军用和航空车辆应用中使用的惯性测量单元的惯性和健康监测数据接口要求。

惯性测量单元或惯性测量单元 (IMU) 是一种电子测量装置，用于测量和报告加速度、方向、角速率和其他重力。根据方向要求，这些设备由 3 个加速度计、3 个陀螺仪和 3 个磁力计组成。滚动、俯仰和偏航，每个轴一个，适用于三个设备轴中的每一个。

IMU 传感器有不同类型。 IMU 技术基于微机电系统技术，可在提供性能的同时降低成本和功耗要求。因此，这些基于技术的系统在更小的单元中结合了高性能和超低功耗。

根据 IMU 传感器的额定值，主要应用包括控制和稳定、导航和校正或测量和测试。然而，典型的测量单元市场是无人系统控制、陆地、空中或海上移动测绘应用，以及任何需要稳定或标记的有效载荷。

由于其良好的性能/尺寸比，IMU 非常适合所有无人市场，无论是无人地面车辆、无人飞行器 (UAV) 还是无人海上车辆。战术和导航类 IMU 是飞机或船舶、导弹甚至卫星设备的主要部件之一。

惯性测量单元的工作原理是使用一个或多个加速度计检测线性加速度，并使用一个或多个陀螺仪检测旋转速度。有些还包括磁力计，通常用作航向参考。

物理限制限制 IMU 在某些应用中运行。必须审查各种标准功能及其描述的性能，以确保正确选择 IMU 以满足应用要求。 IMU 的主要共同特征是范围、分辨率、带宽和采样率。范围定义为传感器可以测量的最小和最大输入值。传感器不会测量或输出范围之外的任何内容。可以在传感器范围内输出的最精确的测量单位称为分辨率。一般来说，此功能并不是很重要，因为当今使用的大多数传感器都具有高分辨率。带宽是传感器或系统响应的最大频率。该频率通常定义为响应降至一半功率的点。带宽不仅定义了传感器可以测量的频率，而且与模拟传感器响应的时间常数成反比。带宽较高的传感器对给定刺激的响应速度更快，而上升时间是计算总系统延迟的第一个组成部分。采样率是传感器每秒提取的样本数。尽管有时与带宽互换使用，但采样率有所不同，因为带宽可以是任何指定的速率，同时取决于传感器或系统响应。

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