IMU611用戶手冊V

1、目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc395260907 1.介紹 PAGEREF _Toc395260907 h 1 HYPERLINK l _Toc395260908 2.應(yīng)用范圍 PAGEREF _Toc395260908 h 1 HYPERLINK l _Toc395260909 3.特性 PAGEREF _Toc395260909 h 1 HYPERLINK l _Toc395260910 4.安裝軸向 PAGEREF _Toc395260910 h 2 HYPERLINK l _Toc395260911 5.信號定義 PAGEREF _Toc3952

2、60911 h 3 HYPERLINK l _Toc395260912 6.使用及安裝說明 PAGEREF _Toc395260912 h 4 HYPERLINK l _Toc395260913 7.工作模式和數(shù)據(jù)包格式 PAGEREF _Toc395260913 h 4 HYPERLINK l _Toc395260914 8. IMU610 Assistant軟件 PAGEREF _Toc395260914 h 10 HYPERLINK l _Toc395260915 8.1軟件安裝 PAGEREF _Toc395260915 h 11 HYPERLINK l _Toc395260916 8

3、.2軟件使用 PAGEREF _Toc395260916 h 11 HYPERLINK l _Toc395260917 9. IMU611性能指標(biāo) PAGEREF _Toc395260917 h 12 HYPERLINK l _Toc395260918 聯(lián)系方式 PAGEREF _Toc395260918 h 15 HYPERLINK l _Toc395260919 機(jī)械圖 PAGEREF _Toc395260919 h 161.介紹IMU611定制版是可靠的固態(tài)慣性測量單元。內(nèi)置精確相互垂直安裝的三軸環(huán)形硅振子陀螺儀、三軸油阻尼（或空氣阻尼）加速度計、GPS接收機(jī)以及指南針，并經(jīng)過三軸轉(zhuǎn)臺精

4、密校準(zhǔn)以滿足不同條件下的性能需求。數(shù)據(jù)融合通過內(nèi)置DSP進(jìn)行擴(kuò)展卡爾慢濾波器實現(xiàn)，給出實時、準(zhǔn)確的載體姿態(tài)和傳感器數(shù)據(jù)。2.應(yīng)用范圍無人駕駛直升機(jī)和輕型直升機(jī)。無人駕駛固定翼和自動導(dǎo)航車。平臺穩(wěn)定和瞄準(zhǔn)。船舶及海底機(jī)器人。慣性測量系統(tǒng)。動中通。機(jī)器人控制及機(jī)械狀態(tài)監(jiān)控。車載導(dǎo)航。3.特性1震動環(huán)境下良好的性能。2精確校準(zhǔn)陀螺儀的零點、零點溫度系數(shù)、靈敏度、靈敏度溫度系數(shù)、正交性誤差和加速度效應(yīng)，加速度計的零點、零點溫度系數(shù)、靈敏度、靈敏度溫度系數(shù)和正交性誤差。3500Hz快速計算，128kSPS高速同步采樣保證運動細(xì)節(jié)的計算，抑制混疊，提高信噪比。4數(shù)據(jù)包速率最高250Hz，RS232接口。5

5、低功耗：典型0.25A (12V)。圖1 IMU611外觀4.安裝軸向IMU611沿用NED坐標(biāo)系，右手系，軸向見圖5。當(dāng)X軸正方向指向載體前方時，繞X軸轉(zhuǎn)向的角度為橫滾角，繞Y軸轉(zhuǎn)向的角度為俯仰角，繞Z軸轉(zhuǎn)向的角度為航向角。圖2安裝軸向5.信號定義表1 8針插座的信號定義Pin NumberFunction1電源正極，12V2電源地3RS-232 數(shù)據(jù)發(fā)送4RS-232 數(shù)據(jù)接受5請勿連接6心跳信號（每秒翻轉(zhuǎn)一次）7RS-232信號地8RS-232信號地6.使用及安裝說明電源應(yīng)為12V+/-1V直流，紋波50mV，電流至少0.5A，若電源噪聲較大，供電線路較長，請使用濾波器或者外置穩(wěn)壓器。I

6、MU應(yīng)用M3半圓頭螺絲固定在載體上，操作過程中的松動會影響測量精度。IMU在初上電15秒內(nèi)應(yīng)保持靜止直到數(shù)據(jù)輸出，完成自檢和初始對準(zhǔn)過程。如果初始對準(zhǔn)過程不能完成，IMU將延遲數(shù)據(jù)輸出直到完成。有可能的話，盡量安裝在載體重心或靠近重心的位置。盡量避免劇烈震動、溫度變變化（如安裝在發(fā)動機(jī)旁），必要時使用減震器。盡量對準(zhǔn)IMU坐標(biāo)軸與載體坐標(biāo)軸。7.工作模式和數(shù)據(jù)包格式IMU611有以下幾種工作模式：垂直陀螺模式（VG），輸出橫滾、俯仰角、卡爾曼濾波修正后的陀螺儀角速度和加速度。若要IMU611工作于VG模式，通過串口輸出指令：表2 VG模式指令Byte No.ContentDescription

7、10 xBDFirst header byte20 xDBSecond header byte30 x65Attitude (with Heave and Sensor) Output command byte40 x03Checksum: Byte-wise XOR of byte 1 to 3.數(shù)據(jù)包格式：表3數(shù)據(jù)包格式Byte No.ContentDescription00 xBDFirst header byte10 xDBSecond header byte2Status0 x043RollLSB of Roll4MSB of Roll5PitchLSB of Pitch6MSB o

8、f Pitch7YawLSB of Yaw8MSB of Yaw9DEBUG0LSB of DEBUG010MSB of DEBUG011DEBUG1LSB of DEBUG112MSB of DEBUG113GXLSB of x-axis gyroscope14MSB of x-axis gyroscope15GYLSB of y-axis gyroscope16MSB of y-axis gyroscope17GZLSB of z-axis gyroscope18MSB of z-axis gyroscope19AXLSB of x-axis accelerometer20MSB of x

9、-axis accelerometer21AYLSB of y-axis accelerometer22MSB of y-axis accelerometer23AZLSB of z-axis accelerometer24MSB of z-axis accelerometer25TempLSB of temperature sensor26MSB of temperature sensor27TimestampLSB of timestamp28Mid1 of timestamp29Mid2 of timestamp30MSB of timestamp31InfoLSB of INFO32M

10、SB of INFO33ChecksumByte-wise XOR of byte 0 to 32角度為16bit有符號整數(shù)(int16)，轉(zhuǎn)換成度請乘以系數(shù)360/32768.角速度為16bit有符號整數(shù)(int16)，轉(zhuǎn)換成度/秒請乘以系數(shù)GRange/32768.加速度為16bit有符號整數(shù)(int16)，轉(zhuǎn)換成g單位請乘以系數(shù)ARange/32768.傳感器溫度為16bit有符號整數(shù)(int16)，轉(zhuǎn)換成攝氏度請乘以200/32768.時間戳Timestamp為上電到當(dāng)前的內(nèi)部時間，32位無符號整數(shù)(uint32)，單位毫秒。Info為狀態(tài)字，定義如下：表4 Info的定義151413

11、12Model2Model1Model0SW ver2111098SW ver1SW ver0HW ver1HW ver07654GRange2GRange1GRange0ARange13210ARange0Sys warningSys ErrOver range ErrModel 000 IMU800001 IMU610010 WS601011 MiniIMU1xx Future modelsSW ver Software main versionHW ver Hardware main versionGRange Gyro measurement range000 75deg/s001 1

12、50deg/s010 200deg/s011 300deg/s100 573deg/s101 900deg/sARange00 2g01 3g10 5g11 12gSys warning: 系統(tǒng)告警，指發(fā)生非致命性錯誤，如發(fā)送速度超過串口速度限制、串口接收緩沖區(qū)滿、發(fā)送結(jié)果超過int16范圍等。若告警解除，1秒后消除此標(biāo)志。Sys Err: 發(fā)生重要錯誤、自檢失敗、傳感器失敗、初始化失敗等，此標(biāo)志位不清除。Sensor Saturation warning: 傳感器超限告警，若不再超限，1秒后消除此標(biāo)志。2D AHRS模式在2D AHRS模式下，IMU611采集內(nèi)部指南針的二維數(shù)據(jù)并修正航向角

13、。*3D AHRS模式將在下一次軟件升級中提供。進(jìn)入2D AHRS模式指令：表5進(jìn)入2D AHRS模式指令Byte No.ContentDescription10 xBDFirst header byte20 xDBSecond header byte30 x45AHRS mode (2D compass)40 x23Check sum 數(shù)據(jù)格式：表6 2D AHRS模式數(shù)據(jù)格式Byte No.ContentDescription00 xBDFirst header byte10 xDBSecond header byte2Status0 x05(2D compass) 0 x08 (3D c

14、ompass)3RollLSB of Roll4MSB of Roll5PitchLSB of Pitch6MSB of Pitch7YawLSB of Yaw8MSB of Yaw9DEBUG0LSB of DEBUG010MSB of DEBUG011DEBUG1LSB of DEBUG112MSB of DEBUG113GXLSB of x-axis gyroscope14MSB of x-axis gyroscope15GYLSB of y-axis gyroscope16MSB of y-axis gyroscope17GZLSB of z-axis gyroscope18MSB o

15、f z-axis gyroscope19AXLSB of x-axis accelerometer20MSB of x-axis accelerometer21AYLSB of y-axis accelerometer22MSB of y-axis accelerometer23AZLSB of z-axis accelerometer24MSB of z-axis accelerometer25MXLSB of x-axis magnetic field26MSB of x-axis magnetic field27MYLSB of y-axis magnetic field28MSB of

16、 y axis magnetic field29MZLSB of z-axis magnetic field30MSB of z-axis magnetic field31TempLSB of temperature sensor32MSB of temperature sensor33TimestampLSB of timestamp34Mid1 of timestamp35Mid2 of timestamp36MSB of timestamp37InfoLSB of Info38MSB of Info39ChecksumByte-wise XOR of byte 0 to 38MX, MY

17、, MZ為三軸磁場相對值，MX, MY的量化矢量和為4000。表7 2D 保存設(shè)置到FLASHByte No.ContentDescription10 xBDFirst header byte20 xDBSecond header byte30 xA9SAVE CONFIG40 xCFCheck sum NMEA0183GPS接收機(jī)的輸出數(shù)據(jù)以NMEA0183格式與二進(jìn)制數(shù)據(jù)混合輸出。數(shù)據(jù)速率默認(rèn)為1Hz。位置耦合功能將在后續(xù)版本-IMU613的固件中提供。8. IMU610Assistant軟件IMU 610Assistant軟件用于調(diào)試、配置IMU61X。如圖3。圖3IMU610 Assi

18、stant軟件8.1軟件安裝安裝setup.exe若需要，系統(tǒng)會提示更新windows .netframework到更新的版本。8.2軟件使用左上角Serial Port卡選擇串口波特率和串口號，Open打開串口。默認(rèn)波特率是57600bps。在默認(rèn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)格式下，右中段Artificial Horizon卡可顯示地平儀姿態(tài)，Heading顯示航向(陀螺儀積分或磁航向)，右上角VR Data區(qū)顯示數(shù)值數(shù)據(jù)。默認(rèn)模式為二進(jìn)制操作，垂直陀螺模式Attitude and Sensor data 0 x65。若要2D AHRS模式，點擊AHRS MODE (2D compass)。若要修改波特率，或

19、者數(shù)據(jù)速率，可在二進(jìn)制模式下選擇，也可以在文本模式配置。不同波特率，不同模式下允許的最高數(shù)據(jù)速率不相同。計算的方法如下：允許的最高速率 = 波特率/10/每個數(shù)據(jù)包字節(jié)數(shù)例如在VG和AHRS模式下，57600bps波特率允許最高數(shù)據(jù)速率100Hz，而115200bps波特率下允許最高250Hz。若要校準(zhǔn)指南針（2D），點擊二進(jìn)制格式下Calibrate Compass 2D. 在載體水平或近似水平，原理主要磁場干擾的情況下在60秒內(nèi)讓載體旋轉(zhuǎn)至少一周。時間結(jié)束后程序會自動校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。若要保存設(shè)置的工作狀態(tài)，必須點擊Save configs。Print Error log可以打印內(nèi)部最后16個錯誤或告警。保存數(shù)據(jù)到文件，可在Log data to file那里點擊Save。升級固件：按ASCII模