在不断发展的机器人领域，特别是在自主系统中，各种传感技术的集成不仅是一种趋势，而且是一种必然。虽然摄像头和激光雷达等视觉系统在导航和环境交互中至关重要，但对于将惯性测量单元 (IMU) 集成到这些机器人中的好处，人们正在形成共识。本文深入探讨了实际场景，在这些场景中，向配备视觉系统的自主机器人添加 IMU 不仅是有益的，而且是必要的。
IMU 是一种传感器设备，它使用加速度计（加速度传感器）和陀螺仪（有时还使用磁力计）来测量和报告身体的比力、角速率，有时还包括身体周围的磁场。 IMU 通常用于操纵地面车辆、飞机（包括无人机）和航天器（包括卫星和着陆器）。
• 运动跟踪： IMU 通过测量线性和角运动提供准确的运动数据。
• 方向和稳定性：它们在确定机器人的方向和保持运动过程中的稳定性方面发挥着关键作用。例如，MicroStrain 3DM-CV7-AHRS提供战术级陀螺仪和集成磁力计，用于绝对航向跟踪，从而增强机器人的运动检测和定向能力。
• 独立功能：与视觉系统不同，IMU 不依赖外部环境因素，可以在各种具有挑战性的条件下运行。
包括摄像头和激光雷达在内的视觉系统已成为机器人领域的支柱，特别是在自主导航领域。它们提供环境测绘、物体检测和实时决策功能。
• 有限的能见度条件：不良的照明或遮挡会显着降低视觉系统的性能。
• 环境限制：特定环境可能不利于光学方法，例如水下或灰尘非常多的条件。
• 处理密集型：视觉数据处理的计算成本可能很高，需要大量的电力和资源。
在视觉提示不可靠或不可用的环境中，IMU 可以提供有关机器人运动和方向的关键信息。例如，在充满烟雾的房间或有雾的条件下，摄像头和激光雷达难以发挥作用，IMU 可确保连续的导航数据。
将 IMU 数据与视觉系统相结合可以使机器人运动更加准确和稳定。 IMU 可补偿视觉数据中的任何暂时缺失，确保操作更平稳并降低错误移动或漂移的风险。
在一致、故障安全操作至关重要的场景中，例如自动驾驶汽车或医疗机器人，拥有备份系统至关重要。 IMU 提供了额外的数据源，确保机器人即使在视觉系统出现复杂或故障的情况下也能保持其功能。
在条件快速变化的动态环境中，IMU 的即时反馈对于快速调整和决策非常宝贵，补充了更广泛但有时较慢的视觉系统数据处理。
对于需要长时间运行的应用，仅依赖视觉系统可能会耗尽能源。 IMU 功耗较低，可以在节省能源的同时提供重要的导航数据。
将 IMU 集成到基于视觉的自主机器人中的决定取决于具体的应用要求和环境条件。在精度、可靠性和操作弹性至关重要的场景中，IMU 和视觉技术的协同作用可以释放新功能并增强机器人系统的整体性能。随着我们在机器人领域的进步，不同感官输入的协调不仅是一种选择，而且是创建强大、多功能和高效自主系统的必要条件。
• 3DM-CX5-IMU 高性能工业级惯性测量单元
• 3DM-CV5-IMU 嵌入式惯性测量单元
• 3DM-GX5-IMU 高性能惯性测量单元（IMU）
• Advanced Navigation Motus MEMS IMU 传感器
