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微机电系统 (MEMS) 陀螺仪和加速度计比以往任何时候都更小、更轻且功能更强大。目前最先进的芯片比十年前有了飞跃，允许集成这些传感器的低成本 MEMS 惯性测量单元 (IMU) 提供与以前的战术级系统相当的性能只存在于昂贵的高端应用中。
尽管性能得到了巨大改进，但 MEMS IMU 仍然具有用户应注意的独特特性。通过在您的系统中考虑这些因素并遵循良好的 IMU 数据实践，您可以确保您的应用程序具有最佳性能。
以下是您可以用来提高惯性传感器性能的一些技巧：
将MEMS与不必要的振动隔离开来对于获得准确的测量至关重要。用户通常对系统的整体运动感兴趣，例如车辆轨迹，而对测量振动不感兴趣。振动可能来自多种来源：系统组件（如电机）、由于地形运动而导致传感器所连接结构中的共振，甚至是附近行走的人产生的振动。通过安装 模压组 经过深思熟虑，也许在隔振平台上，您可以将这些影响降至最低并提高传感器性能。隔振不仅对数据准确性很重要，而且还会延长系统的使用寿命。即使是最坚固的 IMU 也包含敏感元件，这些元件可能会因暴露于高冲击事件而损坏。
MEMS传感器还具有在振动存在时产生的噪声成分，称为振动校正误差（VRE）。也就是说，振荡振动信号被整流为传感器输出中不希望的偏置偏移，从而对测量精度产生不利影响。通过最大限度地减少 IMU 上引起的振动，您可以最大限度地减少误差并提高整体系统性能。
所有陀螺仪都会受到多种效应的影响，这些效应会导致它们的开启偏置发生变化，或者在没有应用输入旋转时它们输出的非零偏移。这个错误在 MEMS 传感器中更为重要，这也是 MEMS 传感器目前不能用于“陀螺罗盘”的原因。
陀螺罗盘：通过感测地球自转率来确定设备航向的过程。
如果您使用的是姿态和航向参考系统 （AHRS） 或惯性导航系统 （INS），这些设备中的滤波算法会实时估计此偏差，但滤波器需要时间（有时为几分钟）才能确定准确的偏差值。如果您使用基本 IMU 来读取角速率测量值，它将无法估计此偏差。在这两种情况下，最好定期捕获这种偏差，因为这样做将优化设备的性能。
捕捉偏差需要您的设备在捕捉期间保持静止。在此过程中关闭任何振动源（例如车辆发动机）也很重要。在 Parker 的 MicroStrain 设备中，您可以使用 SensorConnect 应用程序或 MIP SDK 来启动捕获。几秒钟后，设备将估计偏差并将其存储在其内部存储器中。定期执行此操作是抵消应用中陀螺仪老化效应的最佳方法。
今天的 MEMS IMU 具有高数据速率，大约为 1 kHz 或更高！如果您正在设计一个需要在数学上集成角速率和加速度信息的系统（例如导航滤波器），可能很想直接使用角速率和加速度输出。这些值的单位很熟悉，如果您查看标准物理方程，您会看到它们被直接枚举（例如 F = ma）。但是 IMU 通常会输出一组更有用的不同量：角速率的时间积分，称为 delta-theta，加速度的时间积分称为 delta-velocity。使用这些而不是瞬时表示的好处如下：
（1）、这些积分结合了设备在受到现实世界运动时旋转和加速时受到的复杂圆锥和划桨效应。考虑到这些影响意味着 delta-theta 和 delta-velocity 值比以典型方式积分瞬时值更准确，即使在最大速率下也是如此。
（2）、由于 IMU 以最快的速度为您执行此集成，因此您可以以低得多的速度请求这些值，从而节省您的系统宝贵的 CPU 周期。例如，如果设备本机报告 1,000 Hz 的数据，但您的过滤器只需要 50 Hz 的信息，则通过使用这些积分，您可以节省 20 倍的计算次数，同时提高准确性。这种精度的提高来自于 IMU 以最大速率捕获动态，同时考虑了圆锥和划桨效应。
在您的 IMU 旅程中的某个时刻，您可能会了解到 时间就是一切！准确的时间戳和时间对齐的重要性经常被忽视，直到产品开发的后期。如果您没有考虑到它并且您的系统没有按预期工作，那么您可能刚刚发现了您的问题。
不准确的时间同步会导致惯性测量出现明显的比例因子误差。例如，当系统的时钟和 IMU 的时钟不同步时，由于时钟之间的漂移，您将累积小误差，其效果与 IMU 的角速率和加速度输出乘以错误的比例因子相同。随着系统动态的增加，此错误也会增加。
应用要求越高，时间对齐就越重要。
有两种方法可以缓解这种情况：使用精密参考（硬件脉冲或其他）对齐系统中的所有时钟，并通过算法补偿事件的任何错位，或者让IMU能够生成事件的数据。第一种方法很常见，但在具有许多组件的系统中实现通常非常复杂。第二种方法是帕克添加到 3DM-CV7-AHRS 协助我们的客户满足严格的时间需求。
借助事件驱动的IMU，硬件输入脉冲可以生成软件消息（反之亦然），从而使以前难以处理的事件能够很好地对齐。例如，在视觉里程计中，了解从一个相机帧到下一个相机帧的集成IMU输出非常重要。如果没有事件驱动的IMU，这可能会变得非常棘手，但是使用一个IMU，它变得非常简单：将相机的快门输出引脚连接到IMU，并将其配置为在接收脉冲时提供δθ和δ速度输出。这导致精确的积分与相机生成的图像对齐，大大简化了该域中的时间对齐问题。相反，事件驱动的IMU可以在数据量有效时产生脉冲，该脉冲可用于驱动硬件（如相机）上的捕获事件， 并保持相同的紧密时间对齐。
相关惯性传感器产品型号：
•3DMGX5-IMU惯性测量单元传感器
•3DM-CX5-IMU高性能惯性测量单元传感器
•3DMCV5-IMU惯性测量单元传感器
•3DMCV7-AR惯性测量单元 (IMU) 和垂直参考单元 (VRU)
•3DMCX5-AR高性能倾斜/垂直参考单元传感器
•3DMCV7-AHRS航姿参考系统
•3DMGX5-AR垂直参考单元（VRU）传感器
•3DMCV5-AR垂直参考单元传感器。
