SAE2020 軍用和航空航天飛行器應用的慣性測量單元 (IMU) 介面要求

SAE International 的前身是汽車工程師協會，是一家非營利組織，致力於制定和發布用於航空航太、汽車和商用車行業的標準。該組織制定的《SAE2020軍用和航空車輛應用的慣性測量單元（IMU）介面要求》標準描述了軍用和航空車輛應用中使用的慣性測量單元的慣性和健康監測資料介面要求。

慣性測量單元或慣性測量單元 (IMU) 是一種電子測量裝置，用於測量和報告加速度、方向、角速率和其他重力。根據方向要求，這些設備由 3 個加速度計、3 個陀螺儀和 3 個磁力計組成。滾動、俯仰和偏航，每個軸一個，適用於三個設備軸中的每一個。

IMU 感測器有不同類型。 IMU 技術基於微機電系統技術，可在提供效能的同時降低成本和功耗需求。因此，這些基於技術的系統在更小的單元中結合了高效能和超低功耗。

根據 IMU 感測器的額定值，主要應用包括控制和穩定、導航和校正或測量和測試。然而，典型的測量單元市場是無人系統控制、陸地、空中或海上移動測繪應用，以及任何需要穩定或標記的有效載荷。

由於其良好的性能/尺寸比，IMU 非常適合所有無人市場，無論是無人地面車輛、無人飛行器 (UAV) 還是無人海上車輛。戰術和導航類 IMU 是飛機或船舶、飛彈甚至衛星設備的主要部件之一。

慣性測量單元透過使用一個或多個加速計檢測線性加速度以及使用一個或多個陀螺儀檢測旋轉速度來工作。有些還包括磁力計，通常用作航向參考。

物理限制限制 IMU 在某些應用中運作。必須審查各種標準功能及其描述的性能，以確保正確選擇 IMU 以滿足應用要求。 IMU 的主要共同特徵是範圍、解析度、頻寬和取樣率。範圍定義為感測器可以測量的最小和最大輸入值。感測器不會測量或輸出範圍之外的任何內容。可以在感測器範圍內輸出的最精確的測量單位稱為解析度。一般來說，此功能並不是很重要，因為當今使用的大多數感測器都具有高解析度。頻寬是感測器或系統響應的最大頻率。此頻率通常定義為響應降至一半功率的點。頻寬不僅定義了感測器可以測量的頻率，而且與類比感測器響應的時間常數成反比。頻寬較高的感測器對給定刺激的反應速度更快，而上升時間是計算總系統延遲的第一個組成部分。採樣率是感測器每秒提取的樣本數。儘管有時與頻寬互換使用，但取樣率有所不同，因為頻寬可以是任何指定的速率，同時取決於感測器或系統響應。

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