惯性测量单元(IMU)传感器的应用

随着新一轮科技革命和产业变革的加速演进，5G、人工智能、物联网等基础设施日趋完善，无人驾驶、无人机、VR/AR等终端应用技术商业化规模快速增长，而连接新一代信息技术的基础技术与终端应用的——以MEMS为核心的智能传感器，正处于爆发阶段。MEMS传感器的设计与制造依赖大规模微纳制造技术，基于此，深圳市微纳制造产业促进会开展MEMS微纳制造系列调研，通过对核心器件市场应用的研究，分析其背后微纳制造技术的应用，从而促进微纳制造技术的应用及推广。

本期简报我们从惯性测量单元(IMU)传感器的应用说起。

从JDAM制导炸弹说起

今年五月份爆发的巴以冲突，再一次向世人展示了现代战争的可怕威力。以色列空军战机向加沙地带一幢十四层高的大楼发射两枚导弹，就将整幢大楼完全炸平了，是什么技术让这导弹能如此精确制导?确切说这并不是导弹，而是美国研制的联合直接攻击弹药(Joint Direct Attack Munition，字母简称JDAM)。JDAM制导炸弹采用自主式的卫星定位和惯性导航的复合式制导，其中制导控制部件(GCU)是JDAM制导炸弹的核心部件，包括GPS接收机、惯性测量单元(IMU)、任务计算机和电源模块。而IMU又是核心中的核心。

惯性测量单元(Inertial measurement unit，简称IMU)是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。IMU的核心装置是陀螺仪和加速度计。通常情况下，每套惯性测量装置包含三组陀螺仪和加速度计，分别测量三个自由度的角加速度和线加速度，通过对加速度的积分和初始速度、位置的叠加运算，得到物体在空间位置中的运动方向和速度，结合惯性导航系统内的运动轨迹设定，对航向和速度进行修正以实现导航功能。