加速度计和陀螺仪如何精确显示

我想建立一个小项目来跟踪物体在空间中的位置。为此，我打算使用加速度计和陀螺仪。

问题是我希望此跟踪非常精确，而我却无法弄清楚您实际上可以获得多精确（要花很多钱）。我们是在说1厘米还是1000厘米？

我要购买的特定组合来自SparkFun：IMU融合板-ADXL345和IMU3000，但我对通用答案更感兴趣，因为我可以选择其他组合。也许只是如何根据规格确定它的一般指南。

正如Rocketmagnet提到的那样，您的错误会随着时间而增长。通常在惯性导航中使用的误差模型是指数增长。

为了最大程度地减少这种情况，您必须提供外部更新。通常采用的机制是卡尔曼滤波器。惯性传感器提供了非常好的高速率更新。您的外部来源会以较低的速率（通常是GPS之类的东西）提供不太准确但长期稳定的更新。这两个结合在一起可以为您提供一个很好的结合解决方案。并非所有系统都使用GPS作为更新源。例如，Nintendo Wii遥控器正面的IR成像仪提供了这些更新的来源。

我给你举个例子，成本是没有因素的一面。我建立了使用价值超过100,000欧元的惯性系统的航空测量系统。使用这些系统和高端大地GPS接收机，当GPS覆盖范围广时，我可以整天将IMU的位置精确定位为2英寸。 60秒内，我们的误差范围约为10厘米，具有这种性能水平的系统通常是ITAR控制的商品，因为它们是武器级设备。

较低质量的MEMS惯性系统整天用于要求不高的应用中，从而产生仪表亚米级的位置和姿态。这些质量较低的系统仍采用相同的卡尔曼滤波机制。这些低成本单位的真正缺点是漂移误差将以更快的速度增长。

编辑：

回答有关在IMU中寻找重要内容的问题。您需要看几件事。首先是温度稳定性。某些MEMS传感器的输出在整个温度范围内变化高达10％。如果您在操作过程中处于恒定温度，这些可能无关紧要。

接下来要考虑的是陀螺仪噪声频谱密度。显然，噪声量越低越好。以下链接提供有关如何从频谱噪声密度到漂移（每单位时间的度数）的文档。http://www.xbow.com/pdf/AngleRandomWalkAppNote.pdf

为了加速，您需要查看灵敏度和噪声以外的偏差。噪声水平将使您了解要多快积分误差。

您获得的精度取决于时间。使用时间越长，错误将越严重。在短时间内（几秒钟），精度可能会非常好，小于1mm。但是，由于IMU没有固定的位置参考，所以积分误差会逐渐蔓延，最终您会一视同仁，并以光速行进。

为了获得良好的旋转精度，您可以添加一个三轴罗盘。为了获得良好的位置精度，您需要某种位置参考。确切的说，这取决于您希望设备移动多远。

如果您只想走一米左右的路程，建议您不要使用IMU，而要使用miniBIRD之类的磁力叉车。

对于更长的距离，您可以使用GPS。