IMU的数据

August 21, 2025 作者: funnywii 分类: 算法浏览: 3 评论: 0

我一个做感知的威森莫要用IMU...

昨天想获取Unitree GO2的IMU数据，跑官方SDK的时候，忘记修改底层代码，导致发送了一些控制命令，狗突然就动了起来，差点把狗搞坏，险些让我“曾经有一份工作”，至今心有余悸。

GITHUB上似乎没有现成的获取GO2 IMU数据的代码，自己采集成功之后开源了一个。FunnyWii/Unitree-Go2-IMU-Subscriber: Subscribe Unitree Go2 Robot IMU data using Unitree C++ SDK ，感谢马斯克开源。

IMU组成

IMU (Inertial Measurement Unit)，惯性测量单元，一般分类6轴和9轴，采样率在100Hz以上。

6轴IMU包含3轴陀螺仪和3轴加速器计，陀螺仪可以获取绕XYZ三轴角速度，加速度计可以获取三轴的加速度。系统初始状态下Yaw为0°，没有绝对角度输出。

9轴IMU包含3轴陀螺仪，3轴加速器计和3轴磁力计，磁力计可以获取到XYZ三轴的朝向。相比6轴IMU，9轴的可以减少累计误差，减轻漂移现象，但是容易受到磁场和带磁力金属的干扰。系统初始状态下，Yaw有绝对值，但是角度需要校准，且容易收到电磁干扰。

陀螺仪用于获取系统的角速度，单位一般为 rad/s。

在知道系统初始方向的情况下，对角速度进行积分，即可得到当前时刻的方向。

当模块水平放置时，陀螺仪三轴输出为 [0,0,0]。

6轴IMU的Yaw角会飘移，上电后一般需要静止1s来纠正零偏；9轴IMU在经过校准后，在无磁力干扰的环境下可以输出稳定无飘移的航向角。

原理是牛顿第二定律：a=\frac{F}{m} 获取物体的线加速度，单位一般是 m/s^2。

通过对线加速度进行积分，可以得到线速度，但是这个误差会非常大。

当模块水平放置时，加速度三轴的输出为 [0,0,g]。

通过测量磁场，能够确认物体的绝对朝向，但是非常容易收干扰，而且需要校正。

ARW (Angular Random Walk)：在无外部参考时，陀螺仪在时间上产生的飘移。

VRW (Velocity Random Walk)：在没有外部加速度时，加速度计的噪声。