पहिए वाले रोबोट के लिए एक अच्छा IMU कैसे चुनें?


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हमारी प्रयोगशाला में, हमारे पास कई "कर्ट" प्रकार के रोबोट हैं (एक पायनियर के आकार के बारे में, छह पहिए, अंतर ड्राइव)। अंतर्निहित गायरोस्कोप अब वास्तव में पुराने हो चुके हैं; मुख्य समस्या यह है कि जाइरोस्कोप का एक बड़ा बहाव होता है जो बढ़ जाता है क्योंकि जाइरो गर्म हो जाता है (त्रुटि 3 ° / s तक होती है)। हम मुख्य रूप से आरंभिक मुद्रा अनुमानों को प्राप्त करने के लिए IMU (जड़त्वीय माप इकाई) का उपयोग करते हैं जो बाद में कुछ स्थानीयकरण एल्गोरिथ्म द्वारा सही किया जाता है, लेकिन यह भी कि IMU के कारण होने वाली बड़ी प्रारंभिक मुद्रा त्रुटि अक्सर कष्टप्रद होती है।

हमने अस्थायी IMU के रूप में एक Android फ़ोन (गैलेक्सी S2) का उपयोग किया है, और परिणाम पुराने IMU की तुलना में बहुत बेहतर हैं। हालाँकि, मुझे IMU और नियंत्रण कंप्यूटर (ROS / Ubuntu पर चलने वाला लैपटॉप) के बीच वाईफाई कनेक्शन के आधार पर पसंद नहीं है, इसलिए हम एक नया IMU खरीदना चाहते हैं।

हमें क्या IMU चुनना चाहिए? हमारे आवेदन पर विचार करने के लिए क्या मापदंड महत्वपूर्ण हैं?


चूंकि आप वाईफाई लिंक पर निर्भर नहीं होने के बारे में बात कर रहे हैं, इसलिए मुझे लगता है कि आप एक आंतरिक फिल्टर के साथ एक आईएमयू चाहते हैं?
sylvain.joyeux

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मार्क बूथ

जवाबों:


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मैंने एक पुराने को बदलने के लिए VN-100 IMU का उपयोग किया है (जो कि काफी गलत हो सकता है)।

VN-100 के साथ मेरा अनुभव काफी अच्छा है। इसमें पिच, रोल और यव (चुंबकीय सेंसरों का उपयोग) का अनुमान लगाने के लिए एक आंतरिक कलमन फ़िल्टर शामिल है, और आप स्वयं कलन फ़िल्टर पर लाभ प्राप्त कर सकते हैं। उन्हें कैसे ट्यून किया जाना चाहिए यह आपके आवेदन पर निर्भर करेगा (उदाहरण। कंपन, रोटेशन और त्वरण की सामान्य दरें)।

मेरा अनुभव है कि यह आसानी से 1 डिग्री सटीकता के भीतर है, और यदि अच्छी तरह से ट्यून किया जाता है, तो यह लगभग 0.1 डिग्री सटीकता हो सकता है। यह कहने के बाद कि, इसे सक्रिय ट्यूनिंग पैरामीटर (गुरुत्वाकर्षण से कितनी तेजी से भिन्नता के आधार पर) के उपयोग की आवश्यकता है। जबकि मैंने कोणीय स्थिति डेटा पर बारीकी से देखा है, मैंने विशेष रूप से त्वरण या कोणीय दर डेटा की सटीकता की जांच नहीं की है (हालांकि मेरे पास कुछ डेटा है, लेकिन मैंने ज़मीनी सच्चाई के रूप में एन्कोडर का उपयोग किया है, और भेदभाव एनकोडर डेटा को बहुत शोर बनाता है। की तुलना में)।


जिन चीजों पर आप विचार करना चाहते हैं:

  • यह निश्चित रूप से कलमन फ़िल्टर लाभ को ट्यून करने में सक्षम होने के लिए एक बोनस है। यदि लाभ अच्छी तरह से ट्यून नहीं किए गए हैं, तो भी अच्छे कच्चे डेटा के परिणामस्वरूप हीन फ़िल्टर किए गए डेटा हो सकते हैं।
  • इसके अलावा, नमूना लेने का समय महत्वपूर्ण हो सकता है (यदि आप उच्च आवृत्ति पर नमूने चाहते हैं - वीएन -100 में अधिकतम 200Hz की आवृत्ति है)।
  • संचार प्रोटोकॉल पर विचार करें (VN-100 RS-232 या SMD पैकेज के साथ SPI का समर्थन करता है)। RS-232 के साथ, आप अपने DAQ सिस्टम पर उपलब्ध अधिकतम दर पर विचार करना चाहेंगे, उदा। 200 किलोहर्ट्ज़ पर डेटा प्राप्त करने के लिए 460kHz बॉड दर की आवश्यकता होती है, अन्यथा आपको इतने उच्च आवृत्ति पर सभी डेटा नहीं मिलेंगे
  • आकार ? हमारा पुराना IMU काफी बड़ा (5cm) था, लेकिन VN-100 छोटा है।
  • मैग्नेटिक सेंसर - यदि आप यॉ पोज़िशन डेटा चाहते हैं, लेकिन इस बात से अवगत रहें कि मोटर्स निकटता (मोटर्स के आकार पर निर्भर करती हैं, लेकिन शायद 10 सेमी या अधिक के भीतर) उन्हें काम करना बंद कर देंगी।
  • कलमन फ़िल्टर - जब तक आप स्वयं डेटा संसाधित नहीं करना चाहते

स्थैतिक चुंबकीय अशांति के प्रभाव की भरपाई की जा सकती है। हमारे सिस्टम पर, हमने Xsens के चुंबकीय क्षेत्र के कैलिब्रेशन टूल का उपयोग किया और इसने बहुत अच्छा प्रदर्शन किया।
sylvain.joyeux

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केवल स्थैतिक गड़बड़ी के लिए (अर्थात, लोहे की निकटता और नियत चुम्बकों के कारण), मेरे उत्तर ने मोटरों का उल्लेख किया , इस प्रकार चुंबकीय अशांति गतिशील रूप से बदल रही है, और इसकी भरपाई नहीं की जा सकती।
ronalchn

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मुझे लगता है कि आप एक IMU की तलाश कर रहे हैं जो आपको एक अभिविन्यास अनुमान प्रदान करता है। पूरा पैकेज आमतौर पर एक एटीट्यूड और हेडिंग रेफरेंस सिस्टम (AHRS) कहलाता है। क्या वास्तव में सबसे अधिक परिभाषित मापदंड है आपका बजट। 3 डिग्री / s से ऊपर पहुंचना हालांकि पहुंच के भीतर होना चाहिए।

  • हम XSens MTi के साथ काम कर रहे हैं और जमीनी वाहनों के नेविगेशन के लिए काफी अच्छे परिणाम हैं। उनके पास एक नई लाइन है, जिसने सटीकता पर काफी सुधार किया है।

  • बजट विकल्प भी उपलब्ध हैं, यह एक एकल चिप समाधान के रूप में काफी आशाजनक है। स्पार्कफुन में एक IMU खरीदार गाइड भी है ।

  • आमतौर पर पिच और रोल ग्राउंड वाहनों के लिए अधिकांश IMU के साथ ठीक होते हैं, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण वेक्टर का उपयोग बहाव की भरपाई के लिए किया जा सकता है। यव अक्ष के साथ ऐसा नहीं है, जो अक्सर एक मैग्नेटोमीटर के साथ मुआवजे के समय भी एक समस्या है। उस कारण से हम अक्सर हेडिंग ड्रिफ्ट को कम करने के लिए सिंगल फाइबर ऑप्टिक गायरो का उपयोग करते हैं।

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