Elecbee 9-осевой сенсорный модуль Atmega328 IMU AHRS ITG3200/ITG3205 Гироскоп ADXL345 Акселерометр HMC5883L Магнитометр 3-5 В постоянного тока для Arduino - продукты, которые работают с официальными платами Arduino

Стандартная калибровка:

Возможно, было бы неплохо включитьБритваза несколько минут до калибровки, чтобы датчики могли прогреться. Калибровка датчиков в первый раз может быть немного сложной, но поехали:

• Откройте для /Razor_AHRS/Razor_AHRS.ino используя для  и найдите раздел "ОБЛАСТЬ НАСТРОЙКИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ" / "КАЛИБРОВКА ДАТЧИКА". Это то место, где вы позже поместите калибровочные значения.
• Подключитьбритвы AHRSк компьютеру, установите правильный последовательный порт для  и откройтеСерийный монитор.

• Если вы не меняли настройки прошивки по умолчанию, вы должны увидеть множество выводов, подобных этому:

  #YPR=-155,73,-76,48,-129,51

• Установить прошивкурежим выводаккалибровкаотправив строку #oc. Теперь вы должны увидеть такой вывод:

  ускорение x,y,z (мин/макс) = -5,00/-1,00 25,00/29,00 225,00/232,00

1. Калибровка акселерометра:
   • Попытаемся найти минимальное и максимальное выходные значения гравитации Земли по каждой оси.Когда вы двигаете доску, двигайте ее очень медленно, чтобы прикладываемое к ней ускорение было как можно меньше.Нам нужна только чистая гравитация!
   • Возьмите плату и направьте ось x прямо вниз (помните: ось x = к короткому краю с отверстиями разъема). Пока вы это делаете, вы можете видеть, что x-максимум (второе значение) становится больше.
   • Держите доску очень неподвижно и сбросьте измерение, отправив #oc еще раз.
   • Теперь осторожно наклоняйте доску немного во всех направлениях, пока значение больше не будет увеличиваться, и запишите x-максимальное значение.
   • Проделайте то же самое для противоположной стороны (ось x направлена ​​вверх), чтобы получить х-минимальную маму: поместите в нужное положение, отправьте #oc для сброса измерения, найдите значение х-минимальной мамы и запишите его.
   • Сделайте то же самое для оси Z (вниз и вверх) и оси Y (вправо и влево).
     • Если вы считаете, что испортили измерение, встряхивая или перемещая доску слишком быстро, вы всегда можете сбросить его, отправив #oc.
   • Теперь у вас должны быть все минимальные/максимальные значения. Поместите их в Razor_AHRS.ino.
   • ПРИМЕЧАНИЕ: Вы должны быть очень осторожны, когда делаете это! Даже легкое постукивание пальцем по доске портит измерение (попробуйте!) и приводит к неправильной калибровке. Используйте #oc очень часто и дважды проверяйте минимальные и максимальные значения.)

2. Калибровка магнитометра:

   • На этот раз вы можете трясти доску сколько угодно, но отодвиньте ее от магнитных искажений, вносимых компьютерами и другими электронными устройствами и металлическими предметами.
   • Все еще былирежим калибровкидля акселерометра. Отправьте #on, чтобы переместить калибровку вследующийдатчик, который является магнитометром.
   • ПРИМЕЧАНИЕ:Этот раздел остается здесь для справки, но вы должны использовать более новую «Расширенную калибровку магнитометра» (см.следующий раздел), так как это дает гораздо лучшие результаты! Вы можете пропустить это и продолжить с гироскопом.
   • Попытаемся найти минимальное и максимальное выходные значения магнитного поля Земли на каждой оси. Это в основном работает как калибровка акселерометра, за исключением того, что магнитное поле Земли не направлено прямо вниз. В зависимости от того, где на планете вы сейчас находитесь, он указывает на север и вверх (южное полушарие) или на север и вниз (северное полушарие) под определенным углом. Этот угол называетсясклонность. Кроме того, может быть небольшое отклонение от истинного географического севера, которое называетсясклонение. ВидетьВикипедия. В следующем описании предполагается, что вы калибруете магнитометр в северном полушарии.
   • Держите доску ровно, как компас, с осью x (помните: ось x = вперед, к отверстиям разъема), указывающей на север. Затем начните вращать доску вокруг оси восток-запад так, чтобы она была направлена ​​вниз. Обратите внимание на x-максимум (второе значение) вСерийный монитори вы заметите, когда совместите ось X доски с магнитным полем Земли. Прекратите вращение и снова наклоняйте немного в каждом направлении, пока значение больше не станет больше.
   • Сделайте то же самое для противоположной стороны, чтобы получить маму x-mini: сначала на север, затем вниз.
   • Для магнитометра нам не нужно сбрасывать #oc между измерениями.
   • Сделайте то же самое для оси Z (вверх/вниз) и оси Y (влево/вправо).
     • ПРИМЕЧАНИЕ. Вращение доскивокругось, которую вы хотите измерить, не имеет значения, главное, чтобы она указывала в правильном направлении. Например, когда вы начинаете измерять ось Z, не имеет значения, указывает ли ось X вверх или вниз, влево или вправо.

   • Теперь у вас должно быть что-то подобное в вашемСерийный монитор:

     магнит x,y,z (мин/макс) = -564,00/656,00 -585,00/635,00 -550,00/564,00

     Поместите эти значения в Razor_AHRS.ino.

3. Калибровка гироскопа:

   • ПоложитеБритваеще на столе.
   • Все еще былирежим калибровкидля магнитометра. Отправьте #on, чтобы переместить калибровку вследующийдатчик, который является гироскопом.
   • Подождите 10 секунд и не двигайтеБритва.Он соберет и усреднит шум гироскопа по всем трем осям.

   • Теперь у вас должен быть вывод, который выглядит следующим образом:

     гироскоп x,y,z (текущий/средний) = -29,00/-27,98 102,00/100,51 -5,00/-5,85
     • Если вы считаете, что испортили измерение, встряхнув или переместив доску, вы можете сбросить его, отправив #oc.
   • Возьмите вторые значения каждой пары и поместите их в Razor_AHRS.ino.

• Сделанный :)

Расширенная калибровка магнитометра

• Чтобы начать калибровку, поместите датчик в магнитную среду, где он будет использоваться позже, например, в точном месте на ваших наушниках, если вам нужно отслеживать движения головы для аудиоприложений (наушники имеют сильные магниты, чем меньше вы двигаете датчик после калибровки, тем лучше будут ваши результаты; вы также должны подумать о том, чтобы положить какой-нибудь фиктивный материал между ушными чашками, чтобы привести их в нормальное положение для слуха).
• Закройте все приложения, которые считывают данные с датчика (например,Серийный монитор,Обработкатестовый скетч, …) и запуститеОбработкаЭскиз калибровки магнитометра находится в папке Processing/Magnetometer_calibation. На самом деле вам нужно сначала установить библиотеку EJML, иначе скетч не запустится. Как это сделать? Взгляните наПРИМЕЧАНИЕвверху файла Magnetometer_caulibation.pde.

• Попробуйте повернуть датчик таким образом, чтобы он охватывал все ориентации и производил точки, более или менее равномерно покрывающие сферу.

• В основном неискаженном окружении это может выглядеть примерно так:

• Нажмите ПРОБЕЛ и смотритеОбработкаконсоль — вы найдете несколько строк кода, которые нужно поместить в прошивку в разделе «ОБЛАСТЬ НАСТРОЙКИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ» / «КАЛИБРОВКА ДАТЧИКА», и все готово.

Собранные данные (точки) также записываются в файл magnetom.float в папке скетча. Теперь, если вы являетесь владельцем Matlab, в разделе Matlab/magnetometer_dication вы найдете скрипт с именем Magnetometer_Calibration.m, который использует этот файл и создает для вас несколько графиков, чтобы вы могли визуально проверить калибровку.

Подгонка эллипсоида и исправленные значения:

Другой пример калибровки: Мягкое железо дает сферу, масштабированную и искаженную в эллипсоид.

• Примеры необработанных значений магнитометра:

• 

  Подгонка эллипсоида и исправленные значения:

• 

•