传感器是单独做进IMU，还是简单地用PCB转接？

Alex_rcpilot

我不太清楚INS部分的运算量是否非常大。如果系统只用一片处理器，则直接用转接板把传感器的信号引到处理器上即可。如果惯性系统+GPS信息的解算过于烦琐，处理器应付不过来，我是否可以用一片MCU直接和传感器做在一起形成一个IMU？这样通过TWI总线把空间位置信息返回主处理器，可以省去很多片选线，也省掉了主处理器很多负荷。希望做过惯导的朋友帮忙参谋一下。谢谢。

yuanding31

我准备做的方案是将MCU和传感器做在一起，做成一个IMU，然后与主处理器用TWI总线通信。这样好扩展一些。
其实INS的运算量不是非常大，现在一般的算法是用四元素法求由陀螺传感器测量到的角度然后与用加速度测量的角度做卡尔曼滤波，主要的运算量是在四元素法和卡尔曼滤波上，如果不考虑航向角在Pi/2+n*Pi上的奇点，也可以不用四元素法，我以前做过Mega32运行在8M的频率下，数据更新50Hz，一点问题都没有。
另外问一下你，你190RMB买的ADIS16060是在哪买的，试过能用吗？我问了怎么说也要三百多。

Alex_rcpilot

to 【1楼】 yuanding31

您好，想到一块儿去了。我也打算做成IMU，选的也是M32。因为板子没做出来，LGA的封装无法测试。我现在一直放在那里。那人现在提价了，我也就这3个能花这么少的钱，等我PCB做出来后试试。

16100是Z轴传感，至少需要三块PCB。我现在的想法是把所有板子做成一个长方盒子的形状。如果飞机右侧是X+，前方是Y+，上方是Z+，那么：
方块的底板为Z-方向，为主体板，放置ADXL330和Z轴的16100，传感器面向内；
X+方向安装X轴的16100，传感器面向内；
Y+方向安装Y轴的16100和3.3V的1117，元件面向内；
X-方向安装Mega32处理板，M32向外，内面敷铜；
Y-方向安装SR-88微型GPS模块，模块面向外，内面敷铜；
Z+方向安装一片装有必要装卡结构的敷铜PCB，装GPS陶瓷天线用。

yuanding31

楼主，我觉得用六个PCB做个六面的有点麻烦，电气分开后抗干扰的性能也不好说，而且到时候不好调试，因为不是所有的测试点都可以测到，我做的还是分四个板，底板是CPU＋ADXL330＋磁强传感器，然后三个微机电陀螺分别做成三个小板，按不同的安装角安装在主板上，这玩意贵啊，我还想可以用在别的地方的，呵呵。GPS用台湾的SR-92，这个模块自带天线，用起来很方便，以前我自己做过GPS天线的，高频这玩意不好玩，做出来后灵敏度不高。
有没有QQ或是MSN之类的？具体的细节可以聊一下。我在西安。

Alex_rcpilot

to: 【3楼】 yuanding31

我打算用积木式的结构，主要是想做得轻巧，整体大概25×25×30mm。对电源敏感的器件放在内部，CPU之类在外部，因为所有板上都有大面积地线，构成法拉第笼，估计问题不大。关键位置的测试点可以引到外侧面的。

yuanding31

呵呵，电话是军线，你打不进来哦。而且上班的时候也没这么多时间聊这些。这样吧，有什么问题留到晚上下班后再说吧，我今儿是在家有事没有上班，平时比较忙。我的QQ和Email资料里都有，有什么事再联系。

Alex_rcpilot

to 【5楼】 yuanding31

我一会儿临时回家一躺，苏宁的人去装空调。在家能待几个小时，回去加你。上面那帖的个人信息我先删掉了。

现在我手头上有本《惯性导航》，里面讲的有捷联惯导的四元数法原理，我好久没用数学解决过工程问题了，看起来很吃力。

TroyLee

我有在用 ADIS16100, 有問題可以一起討論

feng_matrix

to :【2楼】 Alex_rcpilot

我也赞同把陀螺仪/加速度计与主飞控处理器分开，用两者直接用标准数字接口通信
但为什么要把陀螺仪与GPS放在一起？

Alex_rcpilot

to 【7楼】 TroyLee

OK，还请多多指教。

Alex_rcpilot

to 【8楼】 feng_matrix

其实我所谓的IMU已经不是纯粹通过Inertial来测定位置了，中间要加入GPS的修正。由于使用一个单独的MCU进行解算，而GPS的信息恰好就是用于修正此MCU的计算结果，于是就直接把GPS也整合进来了。

lwglixilixi

期待中，既然是定位高，一开始就做得专业一些。

zhcool_521

【1楼】 yuanding31  

现在一般的算法是用求由陀螺传感器测量到的角度然后与用加速度测量的角度做卡尔曼滤波，主要的运算量是在四元素法和卡尔曼滤波上，如果不考虑航向角在Pi/2+n*Pi上的奇点，也可以不用四元素法


有几个疑问：
1.加速度测量角度 必须在保持某一姿态（静止或匀速）； 所以 再飞行器 运动过程中 可以测量角度的几率是有限的。（可能几mS就能测得一次角度，也可能几S测得一次 ）。
2.角速度测量角度  通过离散采样积分便可求得，但是积累误差很大；我做了个简单试验，飞行器偏移45度角然后返回到0度角，得出的角度每次都不同而且偏差很大（即使偏移过程是很缓慢且近乎匀速也是如此） 我觉得用来表征角度不太现实。
3.卡尔曼滤波我做了段程序试验了一下，个人同意1楼的用法。 关于 “四元数法” 了解还不够，他能解决角速度积累误差的问题？希望1楼能给讲解以下他的大体用途。。。。

zhcool_521

yuanding31  留QQ方便联请教。

zhcool_521

yuanding31   老长时间没有露面了！