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标题: 求助，制作IMU校准平台 [打印本页]
作者: yat    时间: 2014-12-20 20:50
标题: 求助，制作IMU校准平台
本帖最后由 yat 于 2014-12-20 20:55 编辑

各位朋友，大家好！
    本人最近搞了一款模拟板PAPARAZZI飞控（陀螺仪ADXRS620 + 加速度计MXR9150），想做个陀螺仪校准平台，需要一个匀速转台（33RPM 和 45RPM）。想用闭环直流无刷电机或者步进电机套件搞，目前不知道怎么选择电机，大家有没有什么建议和套件推荐。上飞控裸照给大家欣赏！

作者: franki    时间: 2014-12-20 21:03
好漂亮的板子
作者: ackk    时间: 2014-12-20 21:12
搞个步进差不多了吧。如果你在佛山周边可以过来我这里，我手头有伺服
作者: Vmao    时间: 2014-12-20 21:13
排阵电容焊法头一次见到
作者: yat    时间: 2014-12-20 21:27
ackk 发表于 2014-12-20 21:12
搞个步进差不多了吧。如果你在佛山周边可以过来我这里，我手头有伺服

我在江苏徐州，现在不知道怎么选择电机。因为是低速，不知道速度是否能控制得住。想买现成的套件。
作者: yat    时间: 2014-12-20 21:28
Vmao 发表于 2014-12-20 21:13
排阵电容焊法头一次见到

哈哈  布局出来就是这样的。板子是四层板。
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-20 21:28
转台的话。可以买现成的电动回转工作台，3-4k左右就够了，用的一般都是步进电机。
另外个人感觉对于比例因子的校准，不一定需要匀速转台，因为传感器一般线性度是没问题的，只要把传感器放在平台上，转个3600°（转速接近陀螺仪量程），然后再此期间对数据进行积分，积分结果/3600°就可以算出比例因子了。我用闭环光纤做过实验，转台匀速300°/s出来是比例因子是0.9（故意设置的），计算出来的是0.892xxxx，大概这个数基本上是很接近，前提是要先算好零偏。
另外看了楼主的板子有几个问题，
1、楼主的陀螺仪正交性怎么保证？我看到就是几块板子焊接起来，没有一个基座，这样根本没法保证正交性。可以参考一下淘宝上一款同样用620做的陀螺仪，用一个铝制基座来对准，或者类似ADIS16365这样的做法，吧芯片贴在一个方块基座上。
2、比例因子容易校准，温漂导致的误差会更大一些（因为全温校准是很费时，所以校准过的型号会贵不少），温度补偿做好了620大概可以做到40°/√h，楼主有没有做？
作者: ackk    时间: 2014-12-20 21:28
yat 发表于 2014-12-20 21:27
我在江苏徐州，现在不知道怎么选择电机。因为是低速，不知道速度是否能控制得住。想买现成的套件。 ...

个人一个6560+普通步进问题不会太大。用16细分比较容易控制你的精度。
作者: yat    时间: 2014-12-20 21:38
maxwelllls 发表于 2014-12-20 21:28
转台的话。可以买现成的电动回转工作台，3-4k左右就够了，用的一般都是步进电机。
另外个人感觉对于比例因 ...

谢谢你的回复。目前还没有做温度校准。板子跑的是PAPARAZZI的程序，现在得到的姿态还可以，天太冷了，没有去试飞。这个正交性，PAPARAZZI的软件和校准陀螺仪的方法可以纠正的。我看到MK还有PPZ的BOOZ也是这样焊接的。我对算法不太懂，硬件懂一些！
作者: yat    时间: 2014-12-20 21:40
ackk 发表于 2014-12-20 21:28
个人一个6560+普通步进问题不会太大。用16细分比较容易控制你的精度。

谢谢你。有没有淘宝的推荐？我买了这个http://item.taobao.com/item.htm? ... ;abbucket=14#detail  收到后  发现不好用。坑跌了
作者: ackk    时间: 2014-12-20 21:43
yat 发表于 2014-12-20 21:40
谢谢你。有没有淘宝的推荐？我买了这个http://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.1.rmtfF7&id=883 ...

我的就是一个普通的6560板，TB一大堆。电机是42电机。不过我没去测过精度
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-20 21:46
硬件懂一些。。。真无语了。。
楼主应该好好去看看惯导的理论，正交性分两种，一个是陀螺仪本身各个轴之间的正交，一个是加表和陀螺的正交误差。前者这个如果你用了单芯片3轴的传感器，厂家会给你做好这事儿，但是你如果用分立的三个单轴做，即使做了补偿，也只是减小了理想情况下的误差，一旦运动起来，就会很蛋疼。
后者一般是两个传感器之间的焊接导致的误差，这个通过软件是可以校准的，在四元数的矩阵中可以引入误差补偿的参数，在解算前将两个传感器计算的的坐标系进行修正。。
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-20 21:47
惯导水深，楼主还是要多看看论文啊。
作者: yat    时间: 2014-12-20 21:51
maxwelllls 发表于 2014-12-20 21:47
惯导水深，楼主还是要多看看论文啊。

这个算法还没开始研究，之前的经历都放在开发这个平台了。还有另外一个平台，2CM x 2CM大小的飞控（STM32F4 + MPU9250 + MS5611 + ublox max7）。
作者: yat    时间: 2014-12-20 21:54
ackk 发表于 2014-12-20 21:43
我的就是一个普通的6560板，TB一大堆。电机是42电机。不过我没去测过精度

我已经买了一个编码器，用他测角速度！谢谢你！
作者: yat    时间: 2014-12-20 21:56
这是2CM X 2CM的飞控。
作者: yat    时间: 2014-12-20 22:31
ackk 发表于 2014-12-20 21:43
我的就是一个普通的6560板，TB一大堆。电机是42电机。不过我没去测过精度

请教你，步进电机的步数是干啥用? 我看有42 57 86步的。步数越大，控制越精确？
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-20 22:33
yat 发表于 2014-12-20 21:51
这个算法还没开始研究，之前的经历都放在开发这个平台了。还有另外一个平台，2CM x 2CM大小的飞控（STM32 ...

9250这种渣传感器，标度因数和温度补偿都免了，随便校正下零偏就能用了，本身就是9轴的传感器什么正交都省了。
做高性能的UAV飞控和做9250这种消费数码产品完全不是一个概念，楼主为了省钱做了这样一个6轴板，换做是我肯定是买一个16365来用的比较放心，毕竟十几万的飞机用不必为了省着一两千块钱儿冒险。
作者: ackk    时间: 2014-12-20 22:34
yat 发表于 2014-12-20 22:31
请教你，步进电机的步数是干啥用? 我看有42 57 86步的。步数越大，控制越精确？ ...

42 57 86是电机大法兰尺寸，就是说电机有多大。42表示安装尺寸为42mm，57 同理。越大的扭矩会越大。
作者: yat    时间: 2014-12-20 22:42
maxwelllls 发表于 2014-12-20 22:33
9250这种渣传感器，标度因数和温度补偿都免了，随便校正下零偏就能用了，本身就是9轴的传感器什么正交都 ...

我这个是准备控制手掌大的四轴，不是搞几十万的无人机的。我搞这些都是因为个人爱好，不是公司搞的，精度和要求肯定是不能和几十万的飞控相比的。民间业余爱好哦
作者: yat    时间: 2014-12-20 22:43
ackk 发表于 2014-12-20 22:34
42 57 86是电机大法兰尺寸，就是说电机有多大。42表示安装尺寸为42mm，57 同理。越大的扭矩会越大。 ...

明白了  再次感谢您
作者: ackk    时间: 2014-12-20 22:50
yat 发表于 2014-12-20 22:43
明白了  再次感谢您

客气了，坛子里的兄弟，大家相互学习。
作者: xiaoha_abc    时间: 2014-12-20 23:17
用车床。。。。。。。。。。
作者: chenjiawei7    时间: 2014-12-21 10:11
以前用步进电机做过一个平台，标定的MPU6050
作者: chenjiawei7    时间: 2014-12-21 10:12
好像是200线的电机
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-21 10:22
yat 发表于 2014-12-20 22:42
我这个是准备控制手掌大的四轴，不是搞几十万的无人机的。我搞这些都是因为个人爱好，不是公司搞的，精度 ...

手掌大的四轴根本没必要用620这么贵的传感器，6050就完全够了
作者: mazhenyu    时间: 2014-12-21 12:40
转台只能校准陀螺   ps：ppz没有这个样子的飞控呀
作者: yat    时间: 2014-12-21 13:00
maxwelllls 发表于 2014-12-21 10:22
手掌大的四轴根本没必要用620这么贵的传感器，6050就完全够了

620用来飞固定翼的，搞航测。控制手掌大的四轴，是用MPU9250，飞控大小是2CM X 2CM。
作者: yat    时间: 2014-12-21 13:02
mazhenyu 发表于 2014-12-21 12:40
转台只能校准陀螺   ps：ppz没有这个样子的飞控呀

是用来校准陀螺仪用的，因为用的是模拟期间的陀螺仪。这个飞控板是我自己设计的，还没有在PAPARAZZI的WIKI上发布。
作者: yat    时间: 2014-12-21 13:03
maxwelllls 发表于 2014-12-21 10:22
手掌大的四轴根本没必要用620这么贵的传感器，6050就完全够了

maxwelllls 是惯性导航的行家，以后要多向你请教。
作者: mazhenyu    时间: 2014-12-21 19:45
yat 发表于 2014-12-21 13:02
是用来校准陀螺仪用的，因为用的是模拟期间的陀螺仪。这个飞控板是我自己设计的，还没有在PAPARAZZI的WIK ...

用的东西略好呀，话说气压多用了一个吧
作者: yat    时间: 2014-12-21 19:58
mazhenyu 发表于 2014-12-21 19:45
用的东西略好呀，话说气压多用了一个吧

一个是气压计 一个是空速计
作者: mazhenyu    时间: 2014-12-21 20:59
yat 发表于 2014-12-21 19:58
一个是气压计 一个是空速计

其实用不着气压计，因为空速计的静压就可以得到气压
作者: yat    时间: 2014-12-21 21:18
mazhenyu 发表于 2014-12-21 20:59
其实用不着气压计，因为空速计的静压就可以得到气压

空速计得到的是压力差，测不到静压！
作者: mazhenyu    时间: 2014-12-21 21:27
yat 发表于 2014-12-21 21:18
空速计得到的是压力差，测不到静压！

可以的，压力差就是动压和静压的差，你那个空速计的一个压力可以用于气压，即使你使用了皮托管也一样，由于附面层效应，皮托管侧面的口测得的就是静压。。。。肯定没问题的
作者: 相由心生    时间: 2014-12-21 22:07
飞控，做成2*2,嘿嘿，没意义！
作者: yat    时间: 2014-12-22 13:48
相由心生 发表于 2014-12-21 22:07
飞控，做成2*2,嘿嘿，没意义！

当你飞手掌大的四轴，或者更小的四轴，你说有没有意义？这个板子比一元的硬币（直径是2.5cm）还小。有没有意义，要看他的用途。
作者: yat    时间: 2014-12-22 13:51
mazhenyu 发表于 2014-12-21 21:27
可以的，压力差就是动压和静压的差，你那个空速计的一个压力可以用于气压，即使你使用了皮托管也一样，由 ...

空速计就一个模拟输出（压力差），请问如何得到静压和动压？一般的无人机飞控，都是用两个压力计的，一个测静压，一个测动压，这样只需要一根管子。
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-22 18:34
航测的相机要多少钱一台？你自己算算，自己做的三轴620也近千了，买个ADIS16365也就3k不到，9轴的405也就3k出头，而且都是出厂校准过的，不用这么费力去校准。除非你大批量生产这东西才有一定价值。
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-22 18:40
本帖最后由 maxwelllls 于 2014-12-22 18:47 编辑

类似的东西，你可以去网上看看无人驾驶仪，价格没有低于5w的，完全不在乎这么一点成本吧，稳定性才是关键。
作者: yat    时间: 2014-12-22 19:59
maxwelllls 发表于 2014-12-22 18:40
类似的东西，你可以去网上看看无人驾驶仪，价格没有低于5w的，完全不在乎这么一点成本吧，稳定性才是关键。 ...

恩  你的观点我完全同意。后面计划用ADIS做一款。现在这款也算是低成本的开源平台，也就卖2K -3K/套。当初搞这款的时候，还不知道有ADIS系列，当时参考了很多现成的商品多旋翼飞控，比如DJI和零度，还有国外的XSens，如下图。其中这个XSens是荷兰的，卖得很贵。


作者: yat    时间: 2014-12-22 20:01
maxwelllls 发表于 2014-12-22 18:34
航测的相机要多少钱一台？你自己算算，自己做的三轴620也近千了，买个ADIS16365也就3k不到，9轴的405也就3k ...

计划也做一款类似这个。
作者: dawanpi    时间: 2014-12-22 21:09
Paparazzi的wiki上说陀螺仪校准不是必须的，楼主可以先飞起来看看效果。
另外大疆的imu做工真好。
作者: mazhenyu    时间: 2014-12-22 21:49
yat 发表于 2014-12-22 13:51
空速计就一个模拟输出（压力差），请问如何得到静压和动压？一般的无人机飞控，都是用两个压力计的，一个 ...

好吧，有一种貌似可以输出两路，2128就是这么做的，你这个和ifly和纵横的一样 ps（那个压差是动压，是总压和静压的差，不好意思说错了）
作者: qiaorz123    时间: 2014-12-22 22:51
淘宝上也有个类似的IMU模块，1k+。我也准备像商品飞控一样做成一个模块型的IMU，独立出来做INS/GPS
作者: qiaorz123    时间: 2014-12-22 22:53
另外，LZ的飞控做得真的很漂亮。
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-23 10:03
DJI的IMU是仿ADIS16365的，ADI用的是整块的柔性板，DJI用PCB和柔性板拼接，还是有一定差距的。
零度的IMU结构上就很难做到正交，焊接一点偏差，就偏了，XSens的结构至少是几张板子互相固定，机械结构的正交有一定保证，但精度不如DJI的好
作者: hjf2002_hk    时间: 2014-12-23 11:11
做好IMU的校准还是有点难度的。
作者: yat    时间: 2014-12-23 19:45
qiaorz123 发表于 2014-12-22 22:51
淘宝上也有个类似的IMU模块，1k+。我也准备像商品飞控一样做成一个模块型的IMU，独立出来做INS/GPS ...

我也看到了，淘宝卖家做了好几版？
作者: yat    时间: 2014-12-23 19:48
maxwelllls 发表于 2014-12-23 10:03
DJI的IMU是仿ADIS16365的，ADI用的是整块的柔性板，DJI用PCB和柔性板拼接，还是有一定差距的。
零度的IMU结 ...

其实要做到正交焊接并不难，找一个铝方块当垂直面，焊的时候贴在铝面上。因为板子背面是平整的。还没主要到正交性问题，多谢提醒。
作者: yat    时间: 2014-12-23 19:49
hjf2002_hk 发表于 2014-12-23 11:11
做好IMU的校准还是有点难度的。

只要校准三个温度值就可以了，目前正在搞校准陀螺仪的玩意。
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-23 22:50
三点校准的话，温度补偿效果会差很多，建议最少做到5点
作者: 相由心生    时间: 2014-12-23 22:58
maxwelllls 发表于 2014-12-23 10:03
DJI的IMU是仿ADIS16365的，ADI用的是整块的柔性板，DJI用PCB和柔性板拼接，还是有一定差距的。
零度的IMU结 ...

不知道 XSENS 的参数与 大疆比起来怎么样，我手里有几块ADIS16448, 发现参数好像跟mpu6050差不多似的
作者: yat    时间: 2014-12-24 10:05
相由心生 发表于 2014-12-23 22:58
不知道 XSENS 的参数与 大疆比起来怎么样，我手里有几块ADIS16448, 发现参数好像跟mpu6050差不多似的 ...

给点震动就不一样了
作者: yat    时间: 2014-12-24 10:06
maxwelllls 发表于 2014-12-23 22:50
三点校准的话，温度补偿效果会差很多，建议最少做到5点

好的   谢谢   
作者: 默默七    时间: 2014-12-24 10:29
转台这块你是校准一个，还是想一次校准多个？
作者: 默默七    时间: 2014-12-24 10:30
校准陀螺的话，我记得我当时就是用一个转椅转多几圈用累积量来做的校准，很低成本的哦
作者: fenxiang1103    时间: 2014-12-24 11:04
maxwelllls 发表于 2014-12-22 18:34
航测的相机要多少钱一台？你自己算算，自己做的三轴620也近千了，买个ADIS16365也就3k不到，9轴的405也就3k ...

ADIS16365我在淘宝上看了一下3千多，您这个价格是在哪里买的呢？
作者: yat    时间: 2014-12-24 12:16
默默七 发表于 2014-12-24 10:30
校准陀螺的话，我记得我当时就是用一个转椅转多几圈用累积量来做的校准，很低成本的哦 ...

paparazzi上面有个校准教程的，要求转速比较匀速
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-25 11:55
fenxiang1103 发表于 2014-12-24 11:04
ADIS16365我在淘宝上看了一下3千多，您这个价格是在哪里买的呢？

你一次买几十个也能拿到这个价
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-25 11:58
yat 发表于 2014-12-24 12:16
paparazzi上面有个校准教程的，要求转速比较匀速

我之前也说过，用多圈积分校准也是比较实用的方法，转速100°/s左右基本就ok了，
前10秒做个零偏整定，然后后面做积分。
要求1：转台和陀螺必须是一个水平面的
要求2：转动结束后必须要能够对准零位
作者: maxwelllls    时间: 2014-12-25 12:01
相由心生 发表于 2014-12-23 22:58
不知道 XSENS 的参数与 大疆比起来怎么样，我手里有几块ADIS16448, 发现参数好像跟mpu6050差不多似的 ...

不管是灵片稳定性还是随机游走，都差了几个数量级吧！！
6050如果说数据很稳定，一定是做了很高阶次的低通滤波，而且带宽设置的非常低。
作者: snow_blow    时间: 2015-1-4 20:43
maxwelllls 发表于 2014-12-25 11:58
我之前也说过，用多圈积分校准也是比较实用的方法，转速100°/s左右基本就ok了，
前10秒做个零偏整定，然 ...


不晓得 Maxwelllls对现在几个开源飞控是否有研究阿.
实际飞下来,APM 的固件在 2560 上的效果要比 在pixhawk 上的效果要差.
没有仔细对比, 但是手感差别还是满明显的.
用的是垃圾450架子.
pixhawk 能飞的那么稳,室内无GPS. 定高也不错.
当时我震惊了. 不晓得为啥差别这么大.
作者: snow_blow    时间: 2015-1-4 20:44
yat 发表于 2014-12-24 12:16
paparazzi上面有个校准教程的，要求转速比较匀速

楼主的,paparazzi 的 lisa/s  四轴飞起来咋样阿?  效果如何呢,有没有视频阿.
作者: yat    时间: 2015-1-6 09:22
snow_blow 发表于 2015-1-4 20:44
楼主的,paparazzi 的 lisa/s  四轴飞起来咋样阿?  效果如何呢,有没有视频阿.

Lisa/s当时搞了两套，通信那块有点问题，一直没飞！最近已经设计了自己的飞控，和LISA/S一样的大小，最近几天能搞出来，到时候试飞，在告诉你情况。
作者: QuadRotor    时间: 2015-1-6 11:35
先想好校准方法才行啊
作者: yat    时间: 2015-1-6 11:54
dawanpi 发表于 2014-12-22 21:09
Paparazzi的wiki上说陀螺仪校准不是必须的，楼主可以先飞起来看看效果。
另外大疆的imu做工真好。 ...

官方说的是数字陀螺仪  模拟陀螺仪需要校准
作者: yat    时间: 2015-1-6 11:55
QuadRotor 发表于 2015-1-6 11:35
先想好校准方法才行啊

我是按PAPARAZZI官方的校准方法来做的
作者: snow_blow    时间: 2015-1-6 15:00
yat 发表于 2015-1-6 09:22
Lisa/s当时搞了两套，通信那块有点问题，一直没飞！最近已经设计了自己的飞控，和LISA/S一样的大小，最近 ...

期待飞行效果阿...
貌似paparazzi lisa s  直升机飞行还不错的
作者: QuadRotor    时间: 2015-1-6 20:45
yat 发表于 2015-1-6 11:55
我是按PAPARAZZI官方的校准方法来做的

wiki上的么？我怎么一直没看到，可以发个链接吗？
作者: yat    时间: 2015-1-7 00:23
http://wiki.paparazziuav.org/wiki/ImuCalibration/Gyroscopes
作者: 阿豪博士    时间: 2023-8-12 19:56
不知道最后 楼主的 IMU 制作的怎么样了？ 模拟量采集 换成 AD7608 是不是会更方便一些？



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