En el acelerado mundo tecnológico actual, tener un sistema de navegación confiable y preciso ya no es un lujo: es una necesidad. Ya sea que esté en los sectores de defensa, aeroespacial o industrial, el posicionamiento preciso puede mejorar o deshacer sus operaciones. Ahí es donde la Unidad de Medición Inercial (IMU) cambia las reglas del juego.
la aceleración , la velocidad angular y la orientación de un objeto Consta de acelerómetros, giroscopios y, a menudo, magnetómetros, que proporcionan datos cruciales para la navegación, los sistemas de control y la estabilización.
Pero, ¿por qué la IMU desempeña un papel tan importante en las aplicaciones tecnológicas modernas? Este artículo describirá la IMU desde una serie de perspectivas básicas para que puedas empezar a comprenderla. Empecemos.
Tabla de contenido
¿Cuáles son los componentes principales de una IMU?
Giroscopios : miden la velocidad angular (qué tan rápido estás girando alrededor de uno o más ejes).
Acelerómetros : miden la aceleración lineal a lo largo de uno o más ejes. Esto le ayuda a determinar qué tan rápido está acelerando, desacelerando o cambiando de dirección.
Magnetómetros : a veces incluidos en las IMU, los magnetómetros miden la fuerza y la dirección del campo magnético.
Esto le ayuda a determinar su orientación en relación con el campo magnético de la Tierra.
¿Cómo funciona una IMU? ¿Para qué se utilizan los datos IMU?
En esencia, una Unidad de Medición Inercial (IMU) se compone de tres acelerómetros y tres giroscopios, que trabajan juntos para medir la aceleración y la velocidad angular en los ejes X, Y y Z. Algunos modelos avanzados incluso incluyen magnetómetros, que detectan campos magnéticos para ayudarle a determinar su orientación en relación con el campo magnético de la Tierra. Con estos sensores, la IMU puede crear una imagen 3D completa del movimiento y la orientación de un objeto.
En términos simples, la IMU toma la inercia que detecta y la convierte en datos que describen cómo se mueve el objeto. Luego, esos datos se introducen en otros sistemas, como los sistemas de control del vehículo, para ayudar a mantener una navegación fluida y un control preciso. Por ejemplo, en los drones, la IMU comprueba constantemente los cambios de orientación y velocidad, asegurándose de que el drone se mantenga estable y en el camino correcto.
¿Qué tan precisa es la IMU?
La precisión de las unidades de medida inercial (IMU) puede variar mucho según su tipo y grado. Una de las formas más sencillas de medir la precisión de una IMU es observar su "inestabilidad de polarización", una medida de cuán estables son las lecturas del giroscopio a lo largo del tiempo. En base a esto, las IMU generalmente se clasifican en cuatro niveles principales. A continuación se ofrece una descripción general rápida de los tipos de IMU comunes y sus rangos de precisión:
IMU de consumo:
- IMU de consumo:
- Inestabilidad del sesgo del giroscopio : normalmente oscila entre 10 y 100 grados por hora.
- Aplicaciones : Teléfonos móviles, controladores de juegos, dispositivos de seguimiento de movimiento.
- IMU de grado industrial:
- Inestabilidad del sesgo del giroscopio : generalmente entre 0,1 y 10 grados por hora.
- Aplicaciones : Drones, navegación robótica, sensores automotrices.
- IMU de grado táctico:
- Inestabilidad del sesgo del giroscopio : varía de 0,01 a 1 grado por hora.
- Aplicaciones : Sistemas avanzados de drones, equipos militares, herramientas de medición a nivel de investigación.
- IMU de nivel de navegación:
- Inestabilidad del sesgo del giroscopio : menos de 0,01 grados por hora.
- Aplicaciones : Aeroespacial, exploración de aguas profundas, sistemas de navegación avanzados.
Los diferentes niveles de IMU tienen distintos grados de precisión y se utilizan para diferentes aplicaciones. Como era de esperar, cuanto mayor sea la precisión, mayor será el precio. Sin embargo, la recompensa son datos más confiables, especialmente en situaciones de alto riesgo donde la precisión es crítica.
¿Qué es la IMU en un Drone?
Ahora, hablemos de cómo funcionan las IMU con drones. En resumen, mide y le indica la actitud de la aeronave (alabeo, cabeceo y guiñada), la velocidad de la aeronave, los cambios de altitud y las fuerzas gravitacionales. Esta información ayuda al dron a mantener el rumbo que usted ha establecido, incluso cuando experimenta fuerzas externas como el viento o maniobras repentinas.
¿Cuáles son las aplicaciones de las IMU?
Las IMU se utilizan en diversas aplicaciones donde el seguimiento preciso del movimiento es esencial:
- Aeroespacial : En aeronaves y naves espaciales para navegación y estabilización.
- Vehículos autónomos : Para posicionamiento y orientación precisos.
- Dispositivos móviles : en teléfonos inteligentes y tabletas para detección de movimiento y orientación de la pantalla.
- Realidad virtual : para seguir los movimientos de la cabeza y mejorar la experiencia de inmersión.
- Robótica : Para guiado y estabilización de robótica.
Aplicaciones de las IMU en la industria de defensa
En la industria de defensa, las IMU son absolutamente críticas. Se utilizan en todo tipo de cosas, como guía de misiles, navegación de vehículos y estabilización de plataformas de armas. Los datos de una IMU son cruciales para mantener la precisión y la confiabilidad en estos entornos de alto riesgo. Para los compradores de los sectores de defensa, que compran IMU para instalarlas en sus sistemas, la calidad y precisión de la IMU pueden determinar directamente si tienen éxito en su misión o no.
¿Cuánto cuesta una IMU?
El precio de una unidad de medición inercial (IMU) puede oscilar entre unos pocos dólares y miles de dólares, según el tipo, la precisión y las aplicaciones. El precio general de las IMU según los grados es el siguiente:
IMU de consumo : estos son los tipos más asequibles. Por lo general, cuestan desde unos pocos dólares hasta alrededor de 50 dólares. Estos dispositivos ofrecen funcionalidad básica con precisión moderada y son adecuados para aplicaciones comerciales.
IMU de grado industrial : utilizadas en aplicaciones como drones, sensores automotrices y maquinaria industrial. Los precios oscilan entre unos 100 dólares y unos pocos miles de dólares, dependiendo de los requisitos específicos de precisión.
IMU de grado táctico : vienen con mayor precisión, como drones avanzados y equipos militares, y cuestan desde varios miles de dólares hasta más de 10.000 dólares.
IMU de nivel de navegación : el tipo más preciso y costoso. Puede verlos en aplicaciones aeroespaciales y de alta gama que necesitan una precisión muy alta. Las IMU de navegación suelen costar decenas de miles de dólares, y los precios pueden incluso alcanzar los cientos de miles para esos modelos superiores.
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Conclusión
En resumen, una IMU es una herramienta muy avanzada que proporciona datos cruciales de movimiento y orientación en una amplia gama de industrias. Ya sea que trabaje en los campos aeroespacial, de defensa o industrial, invertir en una IMU de primer nivel puede marcar la diferencia en lo que respecta a precisión y confiabilidad.
