Nếu bạn đã bao giờ ngạc nhiên về cách một chiếc máy bay không người lái lơ lửng ổn định trong không khí, một chiếc xe tự lái điều chỉnh đường đi của nó để tránh hố, hoặc một điện thoại thông minh biết hướng nào là lên khi bạn xoay nó,bạn đang chứng kiến công việc của một
Đơn vị đo quán tính(IMU) một gói cảm biến nhỏ gọn nhưng mạnh mẽ mà đứng như một anh hùng không được ghi danh của điều hướng hiện đại và theo dõi chuyển động.
Không giống như GPS, dựa trên tín hiệu vệ tinh bên ngoài và thất bại trong đường hầm, trong nhà hoặc hẻm núi đô thị dày đặc, IMU hoạt động hoàn toàn độc lập.Chúng đo tốc độ và vận tốc góc trong không gian ba chiều để tính vị trí của một vật thểVề cấu trúc cốt lõi, hầu hết các IMU tích hợp các máy đo tốc độ, gyroscopes (và thường là các máy đo từ tính để tham chiếu hướng) vào một mô-đun duy nhất,với mỗi thành phần thực hiện một vai trò cụ thểCác máy đo tốc độ phát hiện sự thay đổi về tốc độ và hướng dọc theo trục X, Y và Z, trong khi các máy quay theo dõi chuyển động xoay quanh cùng một trục này.Họ vẽ một bức tranh hoàn chỉnh về chuyển động của một vật thể mà không cần bất kỳ đầu vào bên ngoài nào.
Sự linh hoạt của IMU xuất phát từ khả năng thích nghi mạnh mẽ của chúng. Chúng có thể là các mô-đun cực nhỏ, chi phí thấp trong thiết bị điện tử tiêu dùng, hoặc cứng,Thiết bị chính xác cao cho các ứng dụng hàng không vũ trụ và quân sựBạn sẽ tìm thấy chúng ở khắp mọi nơi, từ các máy theo dõi thể dục đếm bước đến máy bay chiến đấu cơ động tốc độ cao, và từ tai nghe thực tế ảo nhập vai đến tàu ngầm điều hướng biển sâu.
Sự quyến rũ của IMU nằm ở khả năng phản hồi thời gian thực tuyệt vời của chúng, cập nhật dữ liệu chuyển động hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn lần mỗi giây.Điều này làm cho chúng lý tưởng cho các kịch bản yêu cầu điều chỉnh phân đoạn giây, chẳng hạn như ổn định máy bay không người lái hoặc độ chính xác cánh tay robot.Vì lý do này., chúng thường được ghép nối với GPS, LiDAR hoặc máy ảnh trong các hệ thống hợp nhất cảm biến để khắc phục sự không chính xác và tăng độ tin cậy.
Các kỹ sư cũng đang liên tục tinh chỉnh công nghệ IMU. Trong thập kỷ qua, các hệ thống vi điện cơ học (MEMS) đã giảm đáng kể kích thước và chi phí của chúng.trong khi các máy quay sợi quang (FOG) và máy quay laser đã cải thiện đáng kể độ chính xác của các IMU cao cấp, cho phép họ hỗ trợ các nhiệm vụ quan trọng như triển khai vệ tinh và thăm dò không gian.
Điều làm cho lĩnh vực IMU hấp dẫn nhất là khả năng thu hẹp khoảng cách giữa vật lý cơ bản và công nghệ hàng ngày.Nó hoàn toàn thể hiện cách hiểu biết về chuyển động và lực lượng có thể được chuyển thành công cụ định hình cuộc sống hàng ngày của chúng ta và đẩy ranh giới của những gì có thể.
Nó có thể đủ nhỏ để phù hợp trên đầu ngón tay, nhưng nó phục vụ như là nền tảng của tự chủ thiết bị cho phép máy "biết" vị trí của họ, trạng thái chuyển động,và cách thích nghi với môi trường của chúng mà không cần sự can thiệp của con ngườiKhi chúng ta tiến tới một thế giới đầy đủ các phương tiện tự trị, máy bay không người lái và các thiết bị thông minh hơn, vai trò của IMU sẽ trở nên quan trọng hơn.Điều này xác nhận rằng những công nghệ có tác động lớn nhất thường là những công nghệ hoạt động lặng lẽ đằng sau hậu trường, chuyển đổi chuyển động thành dữ liệu có thể hành động.
