微機械慣性器件是集微型精密機械、微電子學、半導體集成電路等新技術于一身的世界前沿新技術。隨著微電子技術的發展，目前微機械慣性器件憑借其價格低、可靠性高、尺寸小、重量輕等特點引起了國內慣性技術及微電子技術領域的廣泛關注。以陀螺儀和加速度計為核心部件的慣性導航系統已成為現代飛機、大型艦只和潛艇的一種重要導航設備，在其他一些民用領域中也有著十分廣泛和重要的應用。以慣性系統為基礎發展起來的慣性測量和慣性定位系統，可以用于大地測量、地圖繪制、海洋調查、地球物理勘探、管道鋪設選線、石油鉆井定位和機器人等需要大范圍測量及精確定位的場合［1］。
　　本文在嵌入式Linux環境下使用ARM9開發板實現了對IMU輸出數據的采集和動態顯示，為進一步的工程應用打下基礎。
　　1 微慣性測量單元IMU
　　微慣性測量單元由6個傳感器組成，包括3個微機械陀螺儀和3個微機械加速度計，配置在立方體的3個正交平面上。其基本原理為古典的牛頓力學原理，由三根軸的陀螺確定載體的姿態，安裝在三根軸上的加速度計測出載體的加速度值，積分得到速度，再積分得到位移［1，2］。
　　本文所采用的慣性測量單元為XW-IMU5200。它以DSP為核心處理器，采用16 bit高精度多通道并行A/D轉換。其A/D轉換器的采樣率至少是慣性傳感器帶寬的4倍，能夠保持慣性傳感器的固有頻率。6路并行采集通道可實時接收加速度計和陀螺儀以及溫度傳感器的信號，保證了數據采集的一致性。圖1所示為本文所采用的XW-IMU5200的外觀。
　　
　　XW-IMU5200內部有一個0.8 μs的計時器。計時器計數從0～216，然后開始新的周期（高位溢出后繼續）。每個數據周期中，在讀取內部計時器之前和之后，分別對兩組慣性測量數據進行采樣，然后將得到的數據做數字濾波并封裝；慣性測量數據、計時器數據、溫度數據通過XW-IMU5200的RS232口送出。
　　如圖2所示，Ti是周期的起點。從Ti到Ti1為0.1 ms，實現第一組數據的采樣；從Ti1到Ti2為1 ms，讀取內部計時器；從Ti2到Ti3為0.1 ms ，實現第二組數據的采樣；從Ti3到Ti4進行濾波并封裝數據，對IMU為1.8 ms， 對IMU而言，最大數據輸出速率約為100 Hz，波特率為115 200 b/s。
　　
　　XW-IMU5200的測量數據包為19 bit，其定義如表1所示，數據為Little Endian格式，即低位（LSB）字節在先。