Tekerlekli bir robot için iyi bir IMU nasıl seçilir?

Laboratuarımızda birkaç "Kurt" tipi robotumuz var (yaklaşık Pioneer büyüklüğünde, altı tekerlekli, diferansiyel tahrikli). Yerleşik jiroskoplar artık çok eski; asıl sorun, jiroskopların jiroskop ısındıkça artan büyük bir kaymaya sahip olmasıdır (hata 3 ° / s'ye kadar). Daha sonra bazı yerelleştirme algoritmaları tarafından düzeltilen ilk poz tahminlerini almak için esas olarak IMU'yu (ataletsel ölçüm birimi) kullanırız, ancak IMU'nun neden olduğu büyük ilk poz hatasının genellikle sinir bozucu olduğunu düşünüyoruz.

Geçici olarak bir IMU olarak bir Android telefon (Galaxy S2) kullandık ve sonuçlar eski IMU'lara kıyasla çok daha iyi. Ancak, IMU ile kontrol bilgisayarı (ROS / Ubuntu çalıştıran bir dizüstü bilgisayar) arasındaki bir WiFi bağlantısına bağlı kalmayı sevmiyorum, bu yüzden yeni bir IMU satın almak istiyoruz.

Hangi IMU'yu seçmeliyiz? Başvurumuzda dikkate alınması gereken kriterler nelerdir?

Ben kullandım VN-100 (tamamen yanlış olabilir) bir eskisinin yerine IMU.

VN-100 ile yaşadığım deneyim oldukça iyi. Adım, yuvarlanma ve sapmayı (manyetik sensörler kullanarak) tahmin etmek için dahili bir Kalman filtresi içerir ve Kalman filtresindeki kazançları kendiniz ayarlayabilirsiniz. Nasıl ayarlanmaları uygulamanıza bağlı olacaktır (örn. Titreşim, olağan dönme hızları ve hızlanma).

Deneyimlerim, 1 derece doğrulukta kolayca olduğu ve iyi ayarlandığında neredeyse 0.1 derece doğrulukta olabileceğidir. Bunu söyledikten sonra, aktif ayar parametresinin kullanılmasını gerektirir (ivmenin yerçekiminden ne kadar farklı olduğuna bağlı olarak). Açısal konum verilerine yakından bakarken, özellikle hızlanma veya açısal hız verilerinin doğruluğunu araştırmadım (bazı verilerim olmasına rağmen, kodlayıcıları temel gerçek olarak kullandım ve farklılaşma kodlayıcı verilerini çok gürültülü yapıyor karşılaştırmak).

Dikkate almak isteyebileceğiniz şeyler:

• Kalman filtre kazanımlarını ayarlayabilmeniz kesinlikle bir bonus. Kazançlar iyi ayarlanmamışsa, iyi ham veriler bile düşük filtrelenmiş verilere neden olabilir.
• Bunun dışında, örnekleme süresi önemli olabilir (eğer numuneleri yüksek frekansta istiyorsanız - VN-100 maksimum 200Hz frekansına sahiptir).
• İletişim protokolünü düşünün (VN-100, RS-232'yi veya SMD paketi ile SPI'yı destekler). RS-232 ile, DAQ sisteminizde mevcut olan maksimum oranı dikkate almak istersiniz, örn. 200Hz'de veri almak için 460kHz baud hızı gereklidir, aksi takdirde tüm verileri bu kadar yüksek bir frekansta alamazsınız
• Boyut ? Eski IMU'muz oldukça büyüktü (5 cm), ancak VN-100 küçük.
• Manyetik sensörler - yalpalama pozisyonu verileri istiyorsanız, ancak yakınlardaki motorların (motorların boyutuna bağlı, ancak belki 10 cm veya daha fazla içinde) çalışmasını durduracağını unutmayın.
• Kalman filtresi - verileri kendiniz işlemek istemiyorsanız

Sana bir oryantasyon tahmini sağlayan bir IMU aradığınızı varsayıyorum. Komple pakete genellikle Tutum ve Başlık Referans Sistemi (AHRS) denir. Gerçekten en belirleyici kriter bütçenizdir. Yine de 3 derecenin / s'nin üzerine çıkabilmeli.

• XSens MTi ile çalışıyoruz ve kara taşıtlarının navigasyonu için yeterince iyi sonuçlar elde ettik . Doğruluk üzerinde biraz iyileşen yeni bir çizgileri var.

• Bütçe seçenekleri de mevcuttur, bu tek bir çip çözümü olduğu için oldukça umut verici görünüyor. Sparkfun'da bir IMU alıcı rehberi de var.

• Genellikle yer çekimi ve yuvarlanma, yer araçları için çoğu IMU ile iyidir, çünkü yerçekimi vektörü kaymayı telafi etmek için kullanılabilir. Bir manyetometre ile telafi edildiğinde bile genellikle bir sorun olan sapma ekseni ile öyle değil. Bu nedenle başlık sapmasını en aza indirmek için genellikle tek bir fiber optik cayro kullanırız.