車輪付きロボットに適したIMUを選択する方法は？

私たちの研究室には、いくつかの「カート」タイプのロボット（パイオニア、6輪、差動駆動のサイズ）があります。内蔵のジャイロスコープは今では本当に時代遅れです。主な問題は、ジャイロスコープが大きくドリフトするということです。これは、ジャイロが熱くなるにつれて増加します（誤差は最大3°/ sです）。主にIMU（慣性測定ユニット）を使用して初期姿勢推定値を取得しますが、これは後にローカリゼーションアルゴリズムによって修正されますが、それでも、IMUによって引き起こされる大きな初期姿勢誤差は煩わしいことがよくあります。

IMUの代替として一時的にAndroidスマートフォン（Galaxy S2）を使用しましたが、古いIMUと比較して結果は非常に優れています。ただし、IMUと制御コンピューター（ROS / Ubuntuを実行しているラップトップ）の間のWiFi接続に依存するのは好きではないので、新しいIMUを購入したいと考えています。

どのIMUを選択する必要がありますか？私たちのアプリケーションで考慮すべき重要な基準は何ですか？

私が使用しているVN-100（かなり不正確になる可能性が）古いものを置き換えるためにIMUを。

VN-100での私の経験はとても良いです。（磁気センサーを使用して）ピッチ、ロール、ヨーを推定する内部カルマンフィルターが含まれており、カルマンフィルターのゲインを自分で調整できます。それらの調整方法は、アプリケーション（振動、通常の回転速度、加速度など）によって異なります。

私の経験では、それは簡単に1度の精度内にあり、うまく調整すれば、ほぼ0.1度の精度になります。そうは言っても、アクティブなチューニングパラメーターを使用する必要があります（加速度と重力との違いの程度によって異なります）。角度位置データを詳しく見てきましたが、加速度データや角速度データの精度については特に調査していません（データはいくつかありますが、グラウンドトゥルースとしてエンコーダーを使用しているため、微分によりエンコーダーデータがうるさくなりすぎます比較）。

あなたが考慮したいと思うかもしれないもの：

• カルマンフィルターゲインを調整できることは間違いなくボーナスです。ゲインが適切に調整されていない場合、適切な生データであっても、フィルタリングされたデータが劣ることがあります。
• それ以外に、サンプリング時間が重要な場合があります（高周波数のサンプルが必要な場合-VN-100の最大周波数は200Hzです）。
• 通信プロトコルを検討してください（VN-100はRS-232、またはSMDパッケージを使用したSPIをサポートします）。RS-232では、DAQシステムで利用可能な最大レートを検討する必要があります。200Hzでデータを取得するには460kHzのボーレートが必要です。そうしないと、このような高い周波数ですべてのデータを取得できません。
• サイズ？古いIMUは非常に大きかった（5cm）が、VN-100は小さい。
• 磁気センサー-ヨー位置データが必要な場合、近接したモーター（モーターのサイズによって異なりますが、おそらく10cm以上）は動作を停止することに注意してください。
• カルマンフィルター-データを自分で処理する場合を除きます

方向推定を提供するIMUを探していると思います。完全なパッケージは、通常、態度と見出しの参照システム（AHRS）と呼ばれます。最も決定的な基準は、予算です。しかし、3度/秒を超えることは手の届く範囲にあるはずです。

• 私たちはXSens MTiを使用してきましたが、地上車両のナビゲーションには十分な結果が得られました。新しいラインアウトが追加され、精度がかなり改善されました。

• 予算オプションも利用可能です。これはシングルチップソリューションであるため、非常に有望に見えます。SparkfunにはIMUバイヤーガイドもあります。

• 通常、地上車両のほとんどのIMUでは、重力ベクトルを使用してドリフトを補正できるため、ピッチとロールは良好です。ヨー軸ではそうではありません。これは、磁力計で補正した場合でもしばしば問題になります。そのため、単一の光ファイバージャイロを使用して、ヘッディングドリフトを最小限に抑えます。