จะเลือก IMU ที่ดีสำหรับหุ่นยนต์ล้อได้อย่างไร

ที่ห้องปฏิบัติการของเราเรามีหุ่นยนต์ประเภท "Kurt" หลายขนาด (ประมาณขนาดของ Pioneer, หกล้อ, เฟืองท้าย) ไจโรสโคปในตัวนั้นล้าสมัยไปแล้วในขณะนี้ ปัญหาหลักคือไจโรสโคปมีดริฟท์ขนาดใหญ่ที่เพิ่มขึ้นเมื่อไจโรร้อนขึ้น (ความผิดพลาดสูงถึง 3 ° / s) เราส่วนใหญ่ใช้ IMU (หน่วยวัดแรงเฉื่อย) เพื่อรับค่าประมาณเริ่มต้นที่ได้รับการแก้ไขในภายหลังโดยอัลกอริทึมการแปลบางอย่าง แต่แม้จะทำเช่นนั้นข้อผิดพลาดเริ่มต้นขนาดใหญ่ที่เกิดจาก IMU มักจะน่ารำคาญ

เราใช้โทรศัพท์ Android (Galaxy S2) เป็นการชั่วคราวเพื่อทดแทน IMU และผลลัพธ์จะดีขึ้นมากเมื่อเทียบกับ IMU เก่า อย่างไรก็ตามฉันไม่ชอบขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อ WiFi ระหว่าง IMU และคอมพิวเตอร์ควบคุม (แล็ปท็อปที่ใช้ ROS / Ubuntu) ดังนั้นเราจึงต้องการซื้อ IMU ใหม่

IMU ใดที่เราควรเลือก เกณฑ์ใดที่สำคัญที่ต้องพิจารณาสำหรับการสมัครของเรา

ฉันใช้IMU VN-100เพื่อแทนที่อันเก่า (ซึ่งอาจไม่ถูกต้องทีเดียว)

ประสบการณ์ของฉันกับ VN-100 ค่อนข้างดี มันมีตัวกรองคาลมานในการประมาณระยะพิทซ์ม้วนและหันเห (ใช้เซ็นเซอร์แม่เหล็ก) และคุณสามารถปรับแต่งตัวกรองคาลมานได้ วิธีการปรับแต่งจะขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันของคุณ (เช่นการสั่นสะเทือนอัตราการหมุนปกติและการเร่งความเร็ว)

ประสบการณ์ของฉันคือความถูกต้องภายใน 1 องศาได้อย่างง่ายดายและหากปรับได้ดีก็จะมีความแม่นยำเกือบ 0.1 องศา ต้องบอกว่ามันต้องการการใช้งานของพารามิเตอร์การปรับใช้งาน (ขึ้นอยู่กับว่าการเร่งความเร็วที่แตกต่างจากแรงโน้มถ่วง) ในขณะที่ฉันดูข้อมูลตำแหน่งเชิงมุมอย่างใกล้ชิดฉันไม่ได้ตรวจสอบความถูกต้องแม่นยำของข้อมูลการเร่งความเร็วหรืออัตราการเชิงมุม (แม้ว่าฉันจะมีข้อมูลบางอย่าง แต่ฉันใช้ตัวเข้ารหัสเป็นความจริงพื้นฐานและความแตกต่างทำให้ข้อมูลเข้ารหัสเกินไป เปรียบเทียบ).

สิ่งที่คุณอาจต้องพิจารณา:

• มันเป็นโบนัสอย่างแน่นอนที่จะสามารถปรับแต่งตัวกรองคาลมานได้ หากกำไรไม่ได้รับการปรับอย่างดีแม้แต่ข้อมูลดิบที่ดีก็อาจส่งผลให้ข้อมูลที่กรองต่ำกว่า
• นอกเหนือจากนั้นเวลาการสุ่มตัวอย่างอาจมีความสำคัญ (ถ้าคุณต้องการตัวอย่างที่ความถี่สูง - VN-100 มีความถี่สูงสุด 200Hz)
• พิจารณาโปรโตคอลการสื่อสาร (VN-100 รองรับ RS-232 หรือ SPI พร้อมแพ็คเกจ SMD) ด้วย RS-232 คุณจะต้องพิจารณาอัตราสูงสุดที่มีอยู่ในระบบ DAQ ของคุณเช่น ต้องใช้อัตรารับส่งข้อมูล 460kHz ในการรับข้อมูลที่ 200Hz มิฉะนั้นคุณจะไม่ได้รับข้อมูลทั้งหมดที่มีความถี่สูง
• ขนาด ? IMU เก่าของเรานั้นค่อนข้างใหญ่ (5 ซม.) แต่ VN-100 นั้นเล็กมาก
• เซนเซอร์แม่เหล็ก - หากคุณต้องการหาข้อมูลตำแหน่งหันเห แต่โปรดระวังว่ามอเตอร์ในระยะใกล้ (ขึ้นอยู่กับขนาดของมอเตอร์ แต่อาจอยู่ในระยะ 10 ซม. หรือมากกว่า) จะหยุดทำงาน
• ตัวกรองคาลมาน - หากคุณไม่ต้องการประมวลผลข้อมูลด้วยตนเอง

ฉันคิดว่าคุณกำลังมองหา IMU ที่ให้การประมาณค่าการปฐมนิเทศ แพคเกจที่สมบูรณ์มักจะเรียกว่าทัศนคติและระบบอ้างอิงส่วนหัว (AHRS) เกณฑ์ที่กำหนดมากที่สุดคืองบประมาณของคุณ การเดินทางสูงกว่า 3 องศา / วินาทีควรอยู่ในอุ้งมือ

• เราทำงานร่วมกับXSens MTiและมีผลลัพธ์ที่ดีพอสำหรับการนำทางของยานพาหนะภาคพื้นดิน พวกเขามีไลน์ใหม่ที่ได้รับการปรับปรุงเกี่ยวกับความแม่นยำไม่น้อย

• นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกงบประมาณอีกด้วยตัวเลือกนี้ดูค่อนข้างมีแนวโน้มเพราะเป็นโซลูชั่นชิปตัวเดียว นอกจากนี้ยังมีคู่มือผู้ซื้อ IMUที่ Sparkfun

• โดยทั่วไปแล้วระยะพิทช์แอนด์โรลจะดีกับ IMUs ส่วนใหญ่สำหรับยานพาหนะภาคพื้นดินเนื่องจากเวกเตอร์แรงโน้มถ่วงสามารถใช้เพื่อชดเชยการดริฟท์ ไม่เช่นนั้นกับแกนหันเหซึ่งมักจะมีปัญหาแม้จะชดเชยด้วยเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก ด้วยเหตุนี้เราจึงมักใช้ไจโรใยแก้วนำแสงเดียวเพื่อลดการเบี่ยงเบนของหัวเรื่อง