IMU Cảm biến đo quán tính

IMU (Inertial Measurement Unit) gồm gia tốc kế 3 trục và con quay hồi chuyển 3 trục (loại 9 trục thêm từ kế), đo gia tốc tuyến tính và vận tốc góc để suy ra tư thế, vị trí trong thời gian ngắn mà không cần tín hiệu ngoài.

Nó giải quyết vấn đề gì

SLAM laser mất khóa tạm thời ở hành lang thẳng dài, tường kính, sàn gạch bóng loáng nơi đặc điểm quá thưa; odometry bánh xe trôi nhanh khi bánh trượt hay quay hụt. IMU ở tần số 100-1000Hz liên tục xuất vận tốc góc và gia tốc, tiếp tục ước lượng tư thế trong vài giây cho đến khi cảm biến chính phục hồi, giúp định vị không bị đứt quãng.

Ngoài ra, IMU đo trực tiếp góc nghiêng, lăn và góc hướng của thân xe, là phản hồi bắt buộc cho điều khiển chuyển động, ổn định tư thế và chống lật. Loại 9 trục thêm từ kế để hiệu chỉnh trôi hướng trong nhà nơi từ trường ổn định. Đây là cảm biến nền tảng mọi robot di động tự hành đều cần.

Đọc các thông số then chốt thế nào

Tần số lấy mẫu và băng thông: chassis dẫn đường thương mại thường cần trên 100Hz; băng thông thấp sẽ bỏ qua tư thế tần số cao khi phanh gấp, rẽ gấp khiến bộ lọc dung hợp phân kỳ.
Độ bất định bias và bước ngẫu nhiên góc: đánh giá qua đường cong phương sai Allan; số càng nhỏ trôi dài hạn càng ít, thời gian bắc cầu khi mất khóa lidar càng dài.
Cấp hiệu và hiệu chuẩn: MEMS tiêu dùng cho xe cân bằng, đồ chơi; MEMS cấp chiến thuật cho SLAM dẫn đường thương mại; IMU sợi quang cấp dẫn đường cho trắc địa, quốc phòng. Hiệu chuẩn 6 mặt và bù nhiệt tại nhà máy quyết định độ đồng nhất hàng loạt.

Nhầm lẫn thường gặp

Nhầm 1: IMU có thể tự định vị. Nó chỉ suy diễn quán tính ngắn hạn; sai số tích phân gia tốc và góc tăng nhanh, phải dung hợp chặt với lidar, thị giác hay odometry bánh xe. Để riêng, vài giây là lạc hướng.

Nhầm 2: 9 trục luôn tốt hơn 6 trục. Loại 6 trục lấy hướng từ tích phân con quay nên trôi dưới nhiễu từ; 9 trục thêm từ kế để hiệu chỉnh, nhưng gần động cơ và kệ sắt thì bản thân từ kế bị nhiễu. Chọn theo môi trường thực tế.

Nhầm 3: độ chính xác càng cao càng tốt. IMU sợi quang cấp dẫn đường giá hàng chục nghìn; MEMS cấp chiến thuật đã đủ SLAM centimet trên chassis thương mại. Quá tải chỉ tăng chi phí, trọng lượng và công suất.

Gợi ý model liên quan

Toàn bộ chassis Tbot trang bị sẵn IMU MEMS 6 trục cấp chiến thuật, dung hợp chặt với lidar đa tia 3D: Tbot-N5-3D (6 bánh dẫn động giữa vi sai, tải 100-500kg) tại ../tbot.html#3dslam; Tbot-OW-3D bánh omni tại ../tbot.html#3dslam; Tbot-Clean-U75 lau nhà để hầm tại ../cleaning.html; thông số đầy đủ tại ../specs.html.

Bài viết liên quan

Cần chassis dẫn đường dung hợp IMU chặt?

Cho chúng tôi biết tải trọng, hiện trường và số lượng; đội tiền sales sẽ phản hồi tư vấn chọn model và báo giá trong 1 ngày làm việc.

Nhận báo giá