大疆无人机使用的imu

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大疆无人机并非只使用单一型号的IMU，而是根据不同机型、定位和成本，采用了定制化、多传感器融合的解决方案,其核心技术可以概括为：

（图片来源网络，侵删）

高精度定制IMU：大疆会向顶级传感器供应商（如 Bosch、InvenSense/TDK 等）下订单，定制符合其严苛性能要求的IMU芯片和模组，这些定制IMU在精度、稳定性和抗干扰能力上都远超市面通用产品。
多传感器冗余设计：在高端机型（如Mavic 3、Air 3、Inspire 3等）中，通常会配备两套甚至三套IMU，一套作为主IMU，另一套作为从IMU或备用IMU，飞控系统会实时对比两组数据，如果发现偏差过大，系统会自动切换到更可靠的一套,极大地提升了飞行安全性和可靠性。
先进的算法融合：大疆的核心竞争力之一在于其强大的飞控算法，它不仅仅是读取IMU数据，而是将IMU的数据与GPS、视觉系统（双目视觉、全向视觉）、超声波、气压计等多种传感器的数据进行多传感器融合，从而计算出最精确、最可靠的飞行器姿态和位置信息。

大疆IMU的关键技术指标

大疆对IMU的要求极高,主要关注以下几个核心指标：

量程：衡量无人机能够承受的最大旋转角速度，大疆无人机的陀螺仪量程通常在 ±2000°/s 到 ±4000°/s 之间,足以应对各种激烈的飞行动作。
零偏稳定性：这是陀螺仪最重要的指标，代表了在没有旋转的情况下，陀螺仪输出值随时间漂移的速度，漂移越小，IMU越“纯净”，长时间悬停时越不容易产生位置偏移，大疆定制IMU的零偏稳定性可以达到极低的水平（远优于 0.01°/h）,这是其飞行稳定性的基石。
噪声：输出信号中的随机噪声，噪声越小，姿态角计算越平滑,画面越不容易出现果冻效应。

量程：衡量能够测量的最大加速度，消费级无人机通常在 ±16g 左右,足以应对机动和风扰。
偏置稳定性：与陀螺仪的零偏稳定性类似，指在没有加速度的情况下，加速度计输出值的漂移程度，偏置稳定性高，才能准确测量无人机的姿态角（尤其是在静止或匀速飞行时）。
噪声：噪声会影响高度和垂直速度的测量精度。

大疆会根据无人机的定位和价格,采用不同级别的IMU方案：

配置：配备两套高精度定制IMU，并具备冗余备份功能。
特点：
- 主从IMU：一套作为主传感器,另一套作为从传感器实时监控。
- 智能切换：飞控系统会持续对比两组数据，如果检测到主IMU数据异常（如因剧烈撞击导致性能下降），系统会在无感的情况下自动切换到从IMU,保证飞行不受影响。
- IMU校准：用户可以通过App对两套IMU进行同步校准,以确保它们工作在同一个基准上。

IMU的数据本身是“原始”且会漂移的，大疆的飞控算法才是将数据转化为稳定飞行的关键,其工作流程大致如下：

高频数据采集：IMU以非常高的频率（通常为1000Hz）输出角速度和加速度数据,这决定了无人机对姿态变化的响应速度。
姿态解算：算法通过积分陀螺仪的数据得到姿态角，但由于积分误差和零偏漂移,这个结果会随时间发散。
传感器融合：
- 与加速度计融合：利用加速度计在静态或匀速状态下能准确测量重力方向的特点,来校正陀螺仪积分产生的姿态漂移。
- 与磁力计融合：磁力计提供航向（朝向）信息，但易受磁场干扰,算法会智能地结合GPS和视觉数据来校准航向。
- 与视觉融合：这是大疆的核心技术，通过双目视觉或全向视觉系统，无人机可以实时感知自身与周围环境的相对位置和运动，从而对IMU的漂移进行强有力的校正，实现“无GPS环境下的精准定位”（如室内、桥下）。
- 与GPS融合：GPS提供绝对位置和速度信息，当GPS信号良好时，算法会用GPS数据来修正由IMU和视觉系统推算出的位置和速度,实现厘米级的精准悬停和航点飞行。
输出控制指令：经过多传感器融合后，飞控系统得到了最精确、最可靠的姿态、位置和速度信息，系统会根据这些信息，实时计算出电机需要输出的转速,以保持无人机稳定飞行或执行预设动作。