Як вибрати хороший IMU для колесного робота?

У нашій лабораторії у нас є декілька роботів типу "Курт" (розмір приблизно Pioneer, шість коліс, диференціальний привід). Вбудовані гіроскопи на сьогоднішній день справді застаріли; головна проблема полягає в тому, що в гіроскопах спостерігається великий дрейф, який збільшується в міру нагрівання гіроскопа (похибка - до 3 ° / с). В основному ми використовуємо IMU (інерційну одиницю вимірювання) для отримання початкових оцінок пози, які пізніше виправляються деяким алгоритмом локалізації, але навіть робимо, що велика початкова помилка пози, викликана IMU, часто дратує.

Ми тимчасово використовували телефон Android (Galaxy S2) як заміну IMU, і результати набагато кращі порівняно зі старими IMU. Однак мені не подобається залежність від Wi-Fi зв'язку між IMU та керуючим комп'ютером (ноутбук, на якому працює ROS / Ubuntu), тому ми хочемо придбати новий IMU.

Який ІМУ нам вибрати? Які критерії важливо враховувати для нашої програми?

Я використовував IMU VN-100 для заміни старого (що може бути досить неточним).

Мій досвід роботи з VN-100 досить хороший. Він включає в себе внутрішній фільтр Kalman для оцінки нахилу, кочення та позіхання (за допомогою магнітних датчиків). Як їх налаштувати, залежатиме від вашої програми (наприклад, вібрація, звичайні швидкості обертання та прискорення).

Мій досвід полягає в тому, що це легко в межах 1 ступеня точності, і якщо добре налаштовано, може бути майже 0,1 градусна точність. Сказавши це, потрібно використовувати параметр активної настройки (залежно від того, наскільки прискорення відрізняється від сили тяжіння). Хоча я уважно придивився до даних кутового положення, я спеціально не досліджував точність даних прискорення або кутової швидкості (хоча я маю деякі дані, але я використовував кодери як основну правду, і диференціація робить дані кодера занадто галасливими для порівняти).

Що ви можете врахувати:

• Це, безумовно, бонус, щоб можна було настроїти кальмановий фільтр. Якщо виграші не налагоджені, навіть хороші необроблені дані можуть призвести до неповноцінних відфільтрованих даних.
• Крім цього, час відбору проб може бути важливим (якщо ви хочете, щоб зразки були на високій частоті - VN-100 має максимальну частоту 200 ГГц).
• Розглянемо протокол зв'язку (VN-100 підтримує RS-232 або SPI з пакетом SMD). За допомогою RS-232 ви хочете врахувати максимальну швидкість, наявну у вашій системі DAQ, наприклад. Для отримання даних на 200 Гц потрібна швидкість передачі даних 460 кГц, інакше ви не отримаєте всі дані на такій високій частоті
• Розмір ? Наш старий IMU був досить великий (5 см), але VN-100 крихітний.
• Магнітні датчики - якщо ви хочете отримати дані про положення повороту, але пам’ятайте, що мотори, що знаходяться в безпосередній близькості (залежить від розміру двигунів, але, можливо, в межах 10 см і більше), припинять їх роботу.
• Фільтр Kalman - якщо ви не хочете обробляти дані самостійно

Я припускаю, що ви шукаєте IMU, який дає вам орієнтацію. Повний пакет зазвичай називають довідковою системою відношення та заголовків (AHRS). Найбільш визначальним критерієм є ваш бюджет. Досягнення вище 3 градусів / с повинно бути недоступним.

• Ми працювали з XSens MTi і мали досить хороші результати для навігації наземних транспортних засобів. У них з'явився новий рядок, який вдосконалювався на точність зовсім небагато.

• Також доступні варіанти бюджету, це виглядає досить перспективно, оскільки це єдине чіпове рішення. Також у Sparkfun є посібник для покупців ІМУ .

• Зазвичай нахил і котиться нормально для більшості ІМУ для наземних транспортних засобів, оскільки вектор тяжкості може бути використаний для компенсації дрейфу. Не так, як з осі позіхання, що часто є проблемою, навіть коли компенсується магнітометром. З цієї причини ми часто використовуємо один волоконно-оптичний гіроскоп, щоб мінімізувати дрейф заголовка.