¿Cómo funciona una IMU?
Las IMU pueden medir una variedad de factores, incluyendo la velocidad, la dirección, la aceleración, la fuerza específica, la tasa angular y (en presencia de un magnetómetro), los campos magnéticos que rodean el dispositivo.
Cada herramienta de una IMU se utiliza para capturar diferentes tipos de datos:
– Acelerómetro: mide la velocidad y la aceleración
– Giroscopio: mide la rotación y la tasa de rotación
– Magnetómetro: establece la dirección cardinal (rumbo direccional)
Las IMUs combinan la entrada de varios tipos de sensores diferentes con el fin de emitir el movimiento con precisión.
¿Para qué se utiliza una IMU?
Es común ver las IMUs utilizadas en dispositivos de navegación o como componentes de equipos de navegación, como:
– Aviones tripulados y no tripulados. Un ordenador conectado (o a bordo) puede utilizar las mediciones de una IMU para calcular la altitud y la posición relativa con respecto a un marco de referencia, lo que las hace sumamente útiles en las aplicaciones de las aeronaves.
– Sistemas de posicionamiento GPS Las IMU sirven como complemento de los sistemas de posicionamiento GPS, permitiendo que el dispositivo de navegación continúe con una posición y un rumbo estimados si pierde la conexión con el satélite.
Además de sus aplicaciones obvias en la navegación, se puede aplicar una IMU en casi cualquier campo en el que entre en juego la detección de movimiento:
– La mayoría de los smartphones, tabletas y dispositivos de seguimiento de la actividad física contienen una IMU de bajo coste
– Las IMU participan en aplicaciones de entrenamiento deportivo que necesitan medir, por ejemplo, el ángulo y la fuerza precisos de un swing en el golf o el béisbol.
– Las IMU impulsan los sistemas de autoequilibrio de dispositivos de transporte personal como Segways y hoverboards.
Desventajas de las IMU
La principal desventaja de una IMU es que son propensas a errores que se acumulan con el tiempo, también conocidos como «deriva». Debido a que el dispositivo siempre está midiendo los cambios en relación a sí mismo (no triangulando contra un dispositivo externo absoluto o conocido), la IMU redondea constantemente pequeñas fracciones en sus cálculos, que se acumulan con el tiempo. Si no se corrigen, estas pequeñas imprecisiones pueden sumar errores significativos.
Aún así, cuando se combinan con una tecnología correctora o un operador humano, las IMU pueden ser un complemento beneficioso para otros sensores. En las aplicaciones de precisión, puede suspender los sensores de los amortiguadores para mitigar los errores, así como para proteger la unidad.
Explicación de los sensores de las IMU
Las IMU son dispositivos de detección que incorporan al menos dos (y a menudo tres) tipos de sensores para medir la ubicación de un dispositivo anfitrión en el espacio tridimensional. Son un valioso complemento del GPS u otras tecnologías de navegación. Además, están presentes en una gran variedad de aparatos electrónicos de consumo que contienen sensores de movimiento (como los smartphones).
En la mayoría de las aplicaciones de consumo, la deriva tiene una importancia insignificante, ya que una IMU no requiere un alto grado de precisión a largo plazo. En aplicaciones más precisas, los usuarios deben asegurarse de la exactitud de las lecturas del sensor y promulgar controles ocasionales para corregir la deriva, especialmente en el posicionamiento.