一种惯性测量单元、方法、设备、移动设备及存储介质技术

本申请涉及一种惯性测量单元、方法、设备、移动设备及存储介质。其中，惯性测量单元包括：第一芯片、第二芯片、第三芯片以及基板；第一芯片、第二芯片以及第三芯片电性连接在基板上，第一芯片、第二芯片以及第三芯片为用于提供三个加速度检测轴和一个角速度检测轴的四轴传感器芯片；第一芯片、第二芯片、第三芯片的角速度检测轴分别指向相互垂直的三个方向，第一芯片、第二芯片、第三芯片的九个加速度检测轴中至少存在三个加速度检测轴分别指向三个方向，且九个加速度检测轴中存在至少一对加速度检测轴平行于基板，且分别指向相反的方向。采用本申请所提供的惯性测量单元能够改善现有技术中高精度的六轴惯性测量单元实现困难的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种惯性测量单元、方法、设备、移动设备及存储介质


[0001]本申请涉及惯性测量
，特别是涉及一种惯性测量单元、方法、设备、移动设备及存储介质。

技术介绍

[0002]惯性测量单元（Inertial measurement unit，IMU）是一种用于测量物体角速率以及加速度的装置。惯性测量单元具有很高的应用价值，可以被应用在需要进行运动控制的设备上，例如汽车和机器人上等；也可以被应用在需要用姿态进行精密位移推算的设备上，例如潜艇、飞机、导弹和航天器等。
[0003]目前为了实现较为准确的惯性测量，可以采用高精度的六轴惯性测量单元。六轴惯性测量单元通过提供三个加速度检测轴和三个陀螺仪检测轴，可以检测得到移动设备分别在三个相互垂直的方向上的加速度和角速度。
[0004]但是由于现有技术中的六轴惯性测量单元（例如IAM
‑
20685芯片）需要在其内部的单片传感器芯片上同时实现三个加速度检测轴和三个角速度检测轴，涉及到芯片内部的一些封装技术、微机械加工和控制技术，因此芯片层级上的实现比较困难，导致高精度的六轴惯性测量单元的价格居高不下。可见，目前还存在高精度的六轴惯性测量单元实现困难的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，本申请提供一种惯性测量单元、方法、设备、移动设备及存储介质，改善现有技术中高精度的六轴惯性测量单元实现困难的问题。
[0006]第一方面，本申请提供了一种惯性测量单元，该惯性测量单元包括：第一芯片、第二芯片、第三芯片以及基板；其中，第一芯片、第二芯片以及第三芯片电性连接在基板上，第一芯片、第二芯片以及第三芯片为用于提供三个加速度检测轴和一个角速度检测轴的四轴传感器芯片；其中，第一芯片、第二芯片、第三芯片的角速度检测轴分别指向相互垂直的三个方向，第一芯片、第二芯片、第三芯片的九个加速度检测轴中至少存在三个加速度检测轴分别指向三个方向，且九个加速度检测轴中存在至少一对加速度检测轴平行于基板，且分别指向相反的方向。
[0007]结合第一方面，在第一方面的第一种可实施方式中，惯性测量单元的第一芯片和第二芯片并列连接在基板的正面；第三芯片连接在基板的背面；第三芯片的中轴线与第一芯片和第二芯片的之间的中轴线对齐。
[0008]结合第一方面，在第一方面的第二种可实施方式中，惯性测量单元还包括第四芯片，其中，第四芯片为四轴传感器芯片；其中，第一芯片、第二芯片、第三芯片和第四芯片的四个角速度检测轴中存在一对角速度检测轴垂直于基板，且分别指向相反的方向。
[0009]结合第一方面的第二种可实施方式，在第一方面的第三种可实施方式中，第一芯片和第二芯片并列连接在基板的正面；第三芯片和第四芯片并列连接在基板的背面；第三
芯片和第四芯片的中轴线与第一芯片和第二芯片的之间的中轴线对齐。
[0010]第二方面本申请提供了一种惯性测量方法，该惯性测量方法包括：通过如第一方面或第一方面的任意一项实施方式所描述的惯性测量单元采集移动设备的加速度数据和角速度数据；根据角速度数据确定移动设备在朝上方向上的角速度；根据加速度数据确定移动设备分别在朝前方向和/或侧方向上的加速度，其中，侧方向包括朝左方向和/或朝右方向。
[0011]结合第二方面，在第二方面的第一种可实施方式中，根据加速度数据确定移动设备分别在朝前方向和/或侧方向上的加速度的步骤，包括：利用最小二乘法对加速度数据进行融合，以得到三个方向上的加速度；将三个方向中与移动设备的朝前方向平行的方向上的加速度，作为移动设备在朝前方向上的加速度；和/或，将三个方向中与移动设备的侧方向平行的方向上的加速度，作为移动设备在侧方向上的加速度。
[0012]第三方面，本申请还提供了一种惯性测量设备，惯性测量设备包括：采集单元，用于通过如第一方面或第一方面的任意一项实施方式所描述的惯性测量单元采集移动设备的加速度数据和角速度数据；确定单元，用于根据角速度数据确定移动设备在朝上方向上的角速度；确定单元，还用于根据加速度数据确定移动设备分别在朝前方向和/或侧方向上的加速度。
[0013]结合第三方面，在第三方面的第一种可实施方式中，确定单元具体用于：利用最小二乘法对加速度数据进行融合，以得到三个方向上的加速度；将三个方向中与移动设备的朝前方向平行的方向上的加速度，作为移动设备在朝前方向上的加速度；和/或，将三个方向中与移动设备的侧方向平行的方向上的加速度，作为移动设备在侧方向上的加速度。
[0014]第四方面，本申请还提供了一种惯性测量设备，该惯性测量设备包括惯性测量单元、处理器和存储器，惯性测量单元、处理器和存储器通过总线连接；惯性测量单元用于采集数据；处理器，用于执行多条指令，以对采集的数据进行处理；存储器，用于存储多条指令，指令适于由处理器加载并执行如第二方面或第二方面的任意一项实施方式的惯性测量方法。
[0015]第五方面，本申请还提供了一种移动设备，该移动设备包括如第一方面或第一方面的任意一项实施方式的惯性测量单元；其中，惯性测量单元设置于移动设备的中轴线上，惯性测量单元中的基板正面朝上，且与移动设备所在地平面平行；第一芯片、第二芯片以及第三芯片的多个加速度轴检测轴中至少有一个加速度轴与移动设备的朝前方向平行。
[0016]第六方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有多条指令，指令适于由处理器加载并执行如第二方面或第二方面的任意一项实施方式的惯性测量方法。
[0017]综上，本申请提供了一种惯性测量单元、方法、设备、移动设备及存储介质。其中，本申请中的惯性测量单元通过三片四轴传感器芯片提供了三个加速度检测轴以及三个角速度检测轴，实现了一种六轴惯性测量单元。另外，由于三个四轴传感器芯片总共有9个加速度检测轴，其中至少有一对加速度检测轴分别指向相反的方向，因此本申请的惯性测量单元可以通过加速度检测轴的对称分布来进一步提升惯性测量的精度。总的来说，本申请提供了一种高精度的六轴惯性测量单元。
附图说明
[0018]图1为一个实施例中惯性测量单元的应用场景图；图2为一个实施例中惯性测量单元的结构示意图；图3为一个实施例中惯性测量单元中各部件的连接关系示意图；图4为另一个实施例中惯性测量单元的结构示意图；图5为另一个实施例中惯性测量单元中各部件的连接关系示意图；图6为另一个实施例中惯性测量单元的结构示意图；图7为另一个实施例中惯性测量单元中各部件的连接关系示意图；图8为一个实施例中惯性测量方法的流程示意图；图9为本申请提供的一种惯性测量设备的示意性框图；图10为本申请提供的一种惯性测量设备的结构性框图。
具体实施方式
[0019]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0020]由于本申请实施例涉及大量的专业术语，为了便于理解，下面先对本申请实施例可能涉及的相关术语和概念进行介绍。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种惯性测量单元，其特征在于，包括：第一芯片、第二芯片、第三芯片以及基板；其中，所述第一芯片、第二芯片以及第三芯片电性连接在所述基板上，所述第一芯片、第二芯片以及第三芯片为用于提供三个加速度检测轴和一个角速度检测轴的四轴传感器芯片；其中，所述第一芯片、第二芯片、第三芯片的角速度检测轴分别指向相互垂直的三个方向，所述第一芯片、第二芯片、第三芯片的九个加速度检测轴中至少存在三个加速度检测轴分别指向所述三个方向，且所述九个加速度检测轴中存在至少一对加速度检测轴平行于所述基板，且分别指向相反的方向。2.根据权利要求1所述的惯性测量单元，其特征在于，所述第一芯片和所述第二芯片并列连接在所述基板的正面；所述第三芯片连接在所述基板的背面；所述第三芯片的中轴线与第一芯片和所述第二芯片的之间的中轴线对齐。3.根据权利要求1所述的惯性测量单元，其特征在于，所述惯性测量单元还包括第四芯片，其中，所述第四芯片为四轴传感器芯片；其中，所述第一芯片、第二芯片、第三芯片和第四芯片的四个角速度检测轴中存在一对角速度检测轴垂直于所述基板，且分别指向相反的方向。4.根据权利要求3所述的惯性测量单元，其特征在于，所述第一芯片和所述第二芯片并列连接在所述基板的正面；所述第三芯片和所述第四芯片并列连接在所述基板的背面；所述第三芯片和所述第四芯片的中轴线与所述第一芯片和所述第二芯片的之间的中轴线对齐。5.一种惯性测量方法，其特征在于，包括：通过如权利要求1至4中任意一项所描述的惯性测量单元采集移动设备的加速度数据和角速度数据；根据所述角速度数据确定所述移动设备在朝上方向上的角速度；根据所述加速度数据确定所述移动设备分别在朝前方向和/或侧方向上的加速度，其中，所述侧方向包括朝左方向和/或朝右方向。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，刘川川，朱东福，
申请(专利权)人：北京小马智行科技有限公司，
类型：发明
国别省市：