Come funziona una IMU?
Le IMU possono misurare una varietà di fattori, tra cui velocità, direzione, accelerazione, forza specifica, tasso angolare e (in presenza di un magnetometro), campi magnetici che circondano il dispositivo.
Ogni strumento di una IMU è usato per catturare diversi tipi di dati:
– Accelerometro: misura la velocità e l’accelerazione
– Giroscopio: misura la rotazione e il tasso di rotazione
– Magnetometro: stabilisce la direzione cardinale (intestazione direzionale)
Le IMU combinano l’input da diversi tipi di sensori per produrre con precisione il movimento.
A cosa serve una IMU?
Si vedono comunemente le IMU usate in dispositivi di navigazione o come componenti di apparecchiature di navigazione, come:
– Aerei con e senza equipaggio. Un computer collegato (o a bordo) può utilizzare le misurazioni di un IMU per calcolare l’altitudine e la posizione relativa a un quadro di riferimento, rendendole estremamente utili nelle applicazioni aeronautiche.
– Sistemi di posizionamento GPS Le IMU servono come supplemento ai sistemi di posizionamento GPS, permettendo al dispositivo di navigazione di continuare con una posizione e una direzione stimate se perde la connessione satellitare.
Al di là delle loro ovvie applicazioni nella navigazione, è possibile applicare una IMU in quasi tutti i campi in cui entra in gioco il rilevamento del movimento:
– La maggior parte degli smartphone, dei tablet e dei dispositivi di monitoraggio del fitness contengono una IMU a basso costo
– Le IMU sono coinvolte nelle applicazioni di allenamento sportivo che devono misurare, per esempio, l’angolo preciso e la forza di uno swing nel golf o nel baseball.
– Le IMU guidano i sistemi di autobilanciamento dei dispositivi di trasporto personale come Segway e hoverboard.
Svantaggi delle IMU
Il principale svantaggio di una IMU è che sono soggette a errori che si accumulano nel tempo, noti anche come “deriva”. Poiché il dispositivo sta sempre misurando i cambiamenti relativi a se stesso (non triangolando contro un dispositivo esterno assoluto o conosciuto), l’IMU arrotonda costantemente piccole frazioni nei suoi calcoli, che si accumulano nel tempo. Se non vengono corrette, queste piccole imprecisioni possono sommarsi a errori significativi.
Ancora, se accoppiata a una tecnologia correttiva o a un operatore umano, l’IMU può essere un’integrazione vantaggiosa ad altri sensori. Nelle applicazioni di precisione, è possibile sospendere i sensori da ammortizzatori per mitigare gli errori e proteggere l’unità.
Spiegati i sensori IMU
Le IMU sono dispositivi di rilevamento che incorporano almeno due (e spesso tre) tipi di sensori per misurare la posizione di un dispositivo ospite nello spazio tridimensionale. Sono un prezioso supplemento al GPS o ad altre tecnologie di navigazione. Inoltre, sono presenti in un’ampia varietà di elettronica di consumo che contengono sensori di movimento (come gli smartphone).
Nella maggior parte delle applicazioni di consumo, la deriva ha un’importanza trascurabile poiché un IMU non richiede un alto grado di precisione a lungo termine. In applicazioni più precise, gli utenti dovrebbero garantire l’accuratezza delle letture del sensore e attuare controlli occasionali per correggere la deriva, soprattutto nel posizionamento.