[原创] 让C罗“空欢喜”一场的IMU传感器是什么？

IMU是惯性测量单元的缩写，而惯性传感器是用来检测物体的旋转运动(或角速度)和加速度的装置，可以将物理运动转化为电信号，通过电子电路进行放大和处理。它的原理是惯性定律，从超小型MEMS传感器到测量精度非常高的激光陀螺仪，无论是只有几毫米大小，还是直径近半米的光纤器件，各种MEMS传感器都采用这一原理。

大多数时候IMU传感器由四个基本传感器组成，分别是加速度计、陀螺仪(角速度计)、磁强计和光学传感器。这四个独立的模块可以产生不同的信号，并将这些信息通过接口传输给处理器。

其中，加速度计用于检测物体在载体坐标系中独立的三个轴上的加速度信号，对于运动分析非常重要。陀螺仪可以用来确定物体在三维空间中的方向。主要测量绕三个轴的角速度，分别是俯仰(X轴)、滚转(Y轴)和偏航(Z轴)。连接在一起的多个传感器可以用来模拟整个身体的运动。磁力计有助于定向，可用于校准和定向数据到正确的位置。它没有其他两个传感器重要，但它们增加了另一层适合户外运动的数据。

陀螺仪和加速度计是IMU sensor的核心部件，也是影响惯性系统性能的主要因素。特别是陀螺漂移对惯导系统位置误差增长的影响是时间的三次函数，而高精度陀螺的制造难度大，成本高。IMU传感器一般由三个方向的加速度计和各个方向的陀螺仪组成。“3(加速度计)+3(陀螺仪)”的组合也是目前常见的6轴IMU传感器结构。比如用户用手机玩一些游戏的时候，通过左右或前后倾斜手机，就可以让球朝相应的方向移动。这就是手机内置IMU传感器与三轴加速度计的效果。