WISSEN · IMU-AUSWAHLLEITFADEN
So finden Sie die passende IMU
Eine Inertialmesseinheit kombiniert drei Gyroskope und drei Beschleunigungssensoren. Welche passt, hängt weniger vom längsten Datenblatt ab als davon, was Ihr System leisten muss. Dieser Leitfaden geht die Entscheidungen in der Reihenfolge durch, in der Ingenieure sie treffen.
Vom AMCORIS-Applikationsteam · Aktualisiert im Oktober 2026 · 8 Min. Lesezeit
KURZE ANTWORT
Erst nach Aufgabe wählen, dann nach zwei Gyro-Kennwerten, dann nach Schnittstelle.
1
Die Aufgabe festlegen
Stabilisierung, Navigation, Bewegungsregelung oder Überwachung.
2
Zwei Gyro-Kennwerte lesen
Angular Random Walk für die Laufruhe, Bias-Instabilität für die Drift.
3
Schnittstelle und Gehäuse wählen
UART/SPI im Gerät, RS-422, CANopen oder J1939 mit IP67 im Außeneinsatz.
4
Mit eigenen Daten testen
Leihen Sie ein Evaluation Kit und vergleichen Sie zwei Kandidaten in Ihrem Aufbau.
SCHRITT 1
Beginnen Sie mit der Aufgabe der IMU
Derselbe Sensor kann für eine Anwendung ideal und für eine andere überdimensioniert sein. Benennen Sie zuerst die Hauptaufgabe, denn sie zeigt, welche Spezifikation zählt.
Stabilisierung
Gimbals, EO/IR-Payloads und Antennen. Der Angular Random Walk entscheidet, wie ruhig Bild oder Strahl bleiben. Ausgaberate und Latenz begrenzen den Regelkreis.
Navigation und Koppelnavigation
Roboter, AGVs, Drohnen und Fahrzeuge. Die Bias-Instabilität entscheidet, wie schnell der Kurs driftet, wenn GNSS oder andere Stützung ausfällt.
Bewegungsregelung
Roboterarme, AMRs und Maschinen. Ausgaberate, Latenz, Größe und optional eine Einstufung für funktionale Sicherheit zählen am meisten.
Überwachung und Neigung
Bauwerke, Krane und Solar-Tracker. Hier ist ein rauscharmer Beschleunigungssensor oft die bessere und einfachere Wahl als eine IMU.
Mehr Details je Bereich: Stabilisierung · Navigation · Robotik · Neigung
SCHRITT 2
Die zwei Gyro-Kennwerte, die zählen
Angular Random Walk (ARW), in °/√h, ist das kurzfristige Rauschen des Gyros. Sein Winkelfehler wächst mit der Wurzel der Zeit, dominiert also über Sekunden bis Minuten und entscheidet, wie ruhig eine stabilisierte Kamera oder Antenne ist.
Bias-Instabilität, in °/h, ist das langsame Wandern des Gyro-Offsets. Sein Winkelfehler wächst etwa linear mit der Zeit, dominiert also über Minuten bis Stunden und entscheidet, wie lange ein Fahrzeug den Kurs ohne GNSS oder andere Stützung hält.
Beide Werte stammen aus der Allan-Deviation des Gyros und stehen als typische Werte in den Epson-Datenblättern. Vergleichen Sie sie unter gleichen Bedingungen und bedenken Sie, dass Temperaturänderungen und Vibration im realen System weitere Fehler hinzufügen.
DRIFT-RECHNER
Wie weit driftet der Kurs ohne Stützung?
Abschätzung erster Ordnung für eine Gyro-Achse, freie Integration, konstante Temperatur und kalibrierter Start-Bias. Die reale Drift hängt auch von Temperaturänderungen, Vibration, dem Navigationsfilter und Stützung wie GNSS, Odometrie oder Magnetometer ab. Nutzen Sie den Rechner zum Vergleich von Modellen, nicht als Leistungsgarantie.
SCHRITT 3
Schnittstelle und Gehäuse wählen
Die Schnittstelle folgt der Einbausituation. Kompakte Module werden in Ihre Elektronik eingebaut, IP67-Geräte direkt an Fahrzeug, Mast oder Maschine montiert.
UART / SPI
Kurze Verbindungen zur Steuerplatine, Drohnen, Roboter und eingebettete Navigation. Kleinste Größe und geringstes Gewicht.
RS-422
Lange Kabel und elektrisch gestörte Umgebungen, zum Beispiel Antennen, Masten und Schiffe.
CANopen
Maschinen und Fahrzeuge mit mehreren Knoten an einem CAN-Bus.
SAE J1939
Land- und Baumaschinen, die bereits J1939 sprechen.
SCHRITT 4
Systemanforderungen prüfen
Ausgaberate und Latenz
Schnelle Regelkreise brauchen hohe Ausgaberaten. Die M-G366PDG und M-G370PDG liefern bis zu 2000 Messwerte pro Sekunde, die M-G355QDG bis zu 400.
Temperaturbereich
Die PDG-Serie deckt −40 bis +85 °C ab. Epson-IMUs sind ab Werk über die Temperatur kalibriert, das reduziert Ihren eigenen Kalibrieraufwand.
Funktionale Sicherheit
Für sicherheitsrelevante Funktionen erfüllt die M-G355QDG IEC 61508 SIL 1.
Größe und Gewicht
Die PDG-Serie teilt sich eine Bauform mit 24 × 24 × 10 mm und etwa 10 g. So wechseln Sie die Leistungsklasse ohne neues Platinenlayout.
VERGLEICH
Epson-IMUs im Überblick
Alle Modelle messen sechs Achsen mit digitalem Ausgang. Beginnen Sie mit der Zeile, die zu Aufgabe und Schnittstelle passt, und vergleichen Sie dann die Gyro-Kennwerte.
| Modell | Schnittstelle | Bias-Instabilität | ARW | Gehäuse / Merkmal | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|---|---|
| M-G330PDG | UART / SPI | 3 | 0.1 | 24 × 24 × 10 mm, ca. 10 g | Kostensensible Navigation, Service- und mobile Roboter |
| M-G366PDG | UART / SPI | 1.2 | 0.08 | 24 × 24 × 10 mm, ca. 10 g | Kleine UAVs, Kamera-Gimbals, Roboter mit knappem Platz- und Energiebudget |
| M-G370PDG | UART / SPI | 0.8 | 0.06 | 24 × 24 × 10 mm, ca. 10 g | Präziser Kurs in kompakten Systemen, EO/IR-Gimbals, INS-Platinen |
| M-G370PDT | UART / SPI | 0.8 | 0.03 | Kompakt, geringstes Winkelrauschen | High-End-Gimbals und EO/IR-Payloads |
| M-G355QDG | UART / SPI | 1.2 | 0.08 | IEC 61508 SIL 1 | Sicherheitsrelevante Funktionen in Robotik und Maschinenbau |
| M-G552Px1 | RS-422 / CANopen / J1939 | 1.2 | 0.08 | IP67-Gehäuse | Fahrzeuge und mobile Maschinen |
| M-G552Px7 | RS-422 / CANopen / J1939 | 0.8 | 0.06 | IP67-Gehäuse | Bergbau-, Land- und Baumaschinen, Schiffe |
| M-G570PR | RS-422 | 0.5 | 0.04 | IP67-Gehäuse | Vermessungstaugliches INS, Mapping und Stabilisierung |
QWas ist die wichtigste IMU-Spezifikation?
Das hängt von der Aufgabe ab. Bei der Stabilisierung entscheidet der Angular Random Walk (ARW), wie ruhig das Ergebnis ist. Bei der Navigation ohne GNSS entscheidet die Gyro-Bias-Instabilität, wie schnell der Kurs driftet. Bei der Bewegungsregelung zählen Ausgaberate und Latenz genauso wie das Rauschen.
QMit wie viel Kursdrift muss ich ohne GNSS rechnen?
Als Abschätzung erster Ordnung multiplizieren Sie die Gyro-Bias-Instabilität mit der Zeit ohne Stützung. Mit 0,8 °/h ergeben zehn Minuten etwa 0,13°. Reale Systeme driften stärker, weil Temperatur, Vibration und Filter weitere Fehler beitragen. Für längere Ausfälle nutzt man deshalb Stützung durch Odometrie, LiDAR oder Kamera.
QWas ist der Unterschied zwischen ARW und Bias-Instabilität?
Der Angular Random Walk beschreibt das kurzfristige Rauschen des Gyros und wächst mit der Wurzel der Zeit. Die Bias-Instabilität beschreibt das langsame Wandern des Gyro-Offsets und begrenzt, wie gut ein Winkel oder Kurs über Minuten und Stunden gehalten wird.
QWann brauche ich eine IP67-IMU?
Wenn der Sensor im Freien, an Fahrzeugen oder Schiffen oder am Ende eines langen Kabels sitzt. Die Epson-Serie M-G552 und die M-G570PR verbinden ein IP67-Gehäuse mit RS-422, CANopen oder J1939. Kompakte UART/SPI-Module sind für den Einbau in ein geschütztes Gehäuse gedacht.
QGibt es eine Epson-IMU für funktionale Sicherheit?
Ja. Die Epson M-G355QDG erfüllt IEC 61508 SIL 1 und hat dieselbe kompakte Bauform wie die M-G366PDG.
QKann ich eine IMU testen, bevor ich mich entscheide?
Ja. AMCORIS stellt Epson Evaluation Kits für qualifizierte Projekte kostenlos leihweise bereit, damit Sie Modelle mit Ihren eigenen Daten vergleichen können.
EVALUATION KIT
Vergleichen Sie zwei Kandidaten im eigenen System
Nennen Sie uns Aufgabe und Schnittstelle. Wir schlagen zwei Epson-IMUs vor und leihen Ihnen für qualifizierte Projekte ein Evaluation Kit.