杨文华，石存杰，秦洪武，王启唐，李正盛

(江苏大学 汽车与交通工程学院，江苏 镇江212013)

0 引 言

近年来，随着微机械加工工艺的发展，微机电系统(MEMS)的生产水平也不断地提高，出现了很多低成本、高可靠性的微惯性器件，为微惯性测量单元(MIMU)的设计提供了技术基础［1］。MEMS 传感器具有体积小、质量轻、功耗低等优点，由MEMS 器件构成的MIMU 在姿态测控等领域具有广阔的应用前景［2］。但是，微惯性器件因制造工艺、材料等因素影响，导致其测量精度不高，安装误差受温度影响非常严重［3，4］，在实际应用中很难长时间保证其测量精度。传统的姿态测量因为采用高精度陀螺仪和加速度计等姿态传感器，体积庞大，并且价格昂贵［5］，不能得到很好的普及。

鉴于以上分析，设计了一种车载微机电系统惯性传感器的MIMU，运用当前市面上的低精度、低成本MEMS 传感器构建成一个精度满足要求的MIMU。采用了三轴MEMS加速度计、三轴MEMS 陀螺仪和镁铝合金正六面体自主研制了一种低成本，满足车辆姿态监测要求的MIMU，并且对MEMS 传感器信号进行了误差预处理，提高测量的精度，适合用于车辆姿态监测等相关领域。

1 MIMU 的硬件设计

1.1 传感器的选择

MEMS 传感器具有体积小、质量轻、响应快、灵敏度高和易生产等特点，加上低能耗、高功率、低成本等优势，特别适合在汽车上使用［6，7］。设计中采用 ADI 公司的 ADXL 序列加速度计和ADXRS 角速度陀螺，设计中三轴加速度计由ADI 公司的2 只ADXL320 构成。它是一种双轴加速度计，具有模拟输出、高性能、高精度和双轴正交的特点［8，9］。……