一份簡單介紹陀螺儀的簡報

1. 那個藏在你屁股後面的小
玩意兒…陀螺儀！
Mike
2016.10.08

3. 陀螺儀?

5. 當然不是！
雖然都有個陀螺但是不是長這個樣子的!

7. 先來看看維基告訴我們什麼….

9. 太複雜了嗎？
讓我們來看看實例…

10. 陀螺儀就是一種用來
偵測目標物體
怎麼扭來扭去的工具啦！
給直接END的同學….

11. 應用面

14. 感謝科技的進步…

15. 輕! (僅有數克)
小! (25*15mm)
功能齊!(基本性能十足)
高度自訂性!
可靠的耐用度! (耐10000G衝擊)

16. 看看 IMU 給了我們什麼?

18. acc gyro mag

19. Accelerometer

20. Gyroscope

22. Magnetometer

23. 來講一點 Python 吧！
畢竟是 TaichungPY 呢!

26. I2c or SPI ?

27. 較慢
快

31. 讓我們回來看看樹苺派….

32. 啟用 i2c 功能
• $sudo raspi-config
• $sudo apt-get install i2c-tools

33. 確認生死！
• $sudo i2cdetect –y –a –r 1
• $sudo i2cdump –y 1 0x68

34. 這一坨東西是….?

38. 小測驗
• ax =(e7, c0) -> ?
• ay =(e5, 04) -> ?
Ans:
ax = 59328 = -6208
ay = 58628 = -6908

39. Python 寫法
• import smbus
• i2c = smbus.SMBus(1)
• addr = 0x68
• a_out = i2c.read_i2c_block_data(addr, 0x3B, 6)
• g_out = i2c.read_i2c_block_data(addr, 0x43, 6)

40. ax ay az gx gy gz mx my mz
Acc: 16384 LSB = 1 g = 9.8 m/s^2
Gyro: 131 LSB = 1 deg/s
Mag: 1 LSB = 0.15 uT

41. 然後我得到一堆數字…要怎麼辦？
這其實很複雜…

42. 不是只是積分而已嗎？

44. 誤差累積的速度比你想得快多了…

46. 訊號調節
•Offset 校正
•軟硬磁校正
•濾波處理 :
•低通濾波
•Kalman 濾波
•Mahony 補償

47. 調節後3D軌跡
未修正
修正後

48. 再來一點截長補短…
感測器特性
• 加速度的特性:
• 有重力當靠山，
• 但是雜訊量非常大。
• 角速度的特性:
• 短時間可以有效的表示旋轉量，
• 但是長時間會飄到世界盡頭。
• 磁力計:
• 有地磁當靠山，
• 但是反應速度相對很慢。
截長補短
所以…
• 用可靠的濾波過濾加速度。
• 用重力值校正磁力計對於地軸
的偏差。
• 用重力值校正角速度的飄移量
• 用磁力計校正加速度計長期的
方向

49. 最後…

50. 完整的導航系統

51. WE WANT YOU!

52. Thanks for your
Listening!