惯性测量单元（Inertialmeasurementunit，简称IMU）被定义为“无需外部参考的可测量三维线运动及角运动的装置”，即测量物体三轴姿态角（或角速率）以及加速度的装置。
惯性测量单元
IMU的组成
IMU由三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪组成，加速度计用来检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺仪用来检测载体相对于导航坐标系的角速度信号、测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。因此IMU在导航中有着很重要的应用价值。
想象一个笛卡尔坐标系，形如下图所示，具有x轴、y轴和z轴，传感器能够测量各轴方向的线性运动，以及围绕各轴的旋转运动。这就是所有IMU的根本出发点，所有惯性导航系统都是据此而构建。
加速度计
加速度计测量加速度，利用的原理是a=F/M，测量物体的“惯性力”。加速度计在惯性参照系中用于测量系统的线加速度，但只能测量相对于系统运动方向的加速度（由于加速度计与系统固定并随系统转动，不知道自身的方向）。可以通过对加速度进行解算，求得角速度，但由于精度不高，不具有很好的使用价值。但是加速度计可以辅助陀螺仪进行角度解算。
陀螺仪
陀螺在惯性参照系中用于测量系统的角速率。通过以惯性参照系中系统初始方位作为初始条件，对角速率进行积分，就可以时刻得到系统的当前方向。我们现在智能手机上采用的陀螺仪是采用了MEMS微机电技术的MEMS陀螺仪，它需要参考其他传感器的数据才能实现功能，但其体积小、功耗低、易于数字化和智能化，特别是成本低，非常适合手机、汽车牵引控制系统、医疗器材这些需要大规模生产的设备。
地磁场传感器
磁力计/地磁场传感器，它有个通俗的名字：电子罗盘。当加速度传感器完全水平的时候，可以预料，重力传感器无法分辨出在水平面旋转的角度即绕Z轴的旋转无法显示出来，此时只有陀螺仪可以检测。
陀螺仪虽然动态十分快速，但由于其工作原理是积分，所以在静态会有累计误差，表现为角度会一直增加或者一直减少。于是我们会需要一个在水平位置能确认朝向的传感器，这就是如今IMU必备的第三个传感器，地磁场传感器，通过这3个传感器的相互校正，我们终于在大的理论上可以得到比较准确的姿态参数了。
气压传感器
气压传感器用于检测大气压强的仪器,实际应用当中气压传感器可作高度计。在惯导系统中有时通过增加气压计增强Z轴动态与精度。
IMU的工作原理
IMU的原理和黑暗中走小碎步很相似。在黑暗中，由于自己对步长的估计和实际走的距离存在误差，走的步数越来越多时，自己估计的位置与实际的位置相差会越来越远。走第一步时，估计位置与实际位置还比较接近；但随着步数增多，估计位置与实际位置的差别越来越大。根据此方法推广到三维，就是惯性测量单元的原理。
学术上的表述是：以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。
因此，通俗来讲，惯性测量装置IMU属于捷联式惯导，该系统有三个加速度传感器与三个角速度传感器（陀螺）组成，加速度计用来感受相对于地垂线的加速度分量，速度传感器用来感受角度信息。
值得注意的是，IMU提供的是一个相对的定位信息，它的作用是测量相对于起点物体所运动的路线，所以它并不能提供你所在的具体位置的信息，因此，它常常和GPS一起使用，当在某些GPS信号微弱的地方时，IMU就可以发挥它的作用，可以让汽车继续获得绝对位置的信息，不至于“迷路”。
IMU的分类
目前来说，市面上存在的IMU以6轴与9轴为主。6轴IMU包含一个三轴加速度传感器，一个三轴陀螺仪；9轴IMU则多了一个三轴的磁力计。另外，对于采用MEMS技术的IMU，一般还内置有温度计进行实时的温度校准。
汽车中的IMU
IMU的应用
IMU大多用在需要进行运动控制的设备，如汽车和机器人上，也被用于需要用姿态进行精密位移推算的场合，如潜艇、飞机、导弹和航天器的惯性导航设备等。
