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トップ > ロボットのための慣性計測装置(IMU)入門ロボットのための慣性計測装置(IMU)入門
- 目次
- Inertial Measurement Unit (IMU)とは？
- ジャイロセンサの原理
- 振動ジャイロ(MEMS)の原理
- Fiber Optic Gyro(FOG)の原理
- IMU (Inertial Measurement Unit)
- VG (vertical gyro)
- AHRS (Attitude Heading Reference System)
- GPS/INS
- 名称まとめ
- バイアス誤差
- 直線性（リニアリティ）誤差
- スケールファクタ誤差
- ランダムノイズ(ホワイトノイズ)
- ３次元空間におけるの回転行列
- IMU(6軸)センサにおける状態方程式
- アライメント(レベリング)
- レート積分
- カルマンフィルタのアルゴリズム
Inertial Measurement Unit (IMU)とは？
Inertial Measurement Unit (IMU)は、
Inertial Navigation Uni: INUや、
Inertial Guidance Unit: IGU
Inertial Rreference Unit: IRUとも
- 慣性計測装置 - Wikipedia
- 慣性航法装置 - Wikipedia
(Micro-Machined Electromechanical Systems:MEMS技術)
ジャイロセンサの原理
振動ジャイロ(MEMS)の原理
Micro Electro Mechanical Systems:MEMS技術を使った
- 振動型ジャイロスコープ - Wikipedia
- しっかり分かる「センサーの活用法」：いまさら聞けないジャイロセンサー入門 (1/3) - EDN Japan
- サイズが小さい
- 軽量
- 消費電力が少ない
- 振動などに強い構造
- 起動時間が短い
- 大量生産により、製造コストが低くなる
- メンテナンスがあまりいらない
- 対環境性が高い
- 光学式のジャイロと比べて、計測精度が低い
- 経年劣化がある
Fiber Optic Gyro(FOG)の原理
Fiber Optic Gyroは下記のように
- 光ファイバジャイロスコープ - Wikipedia
- サニャック効果 - Wikipedia
慣性計測装置の名称の意味(IMU, VG, AHRS, GPS/INS)
IMU (Inertial Measurement Unit)
VG (vertical gyro)
AHRS (Attitude Heading Reference System)
GPS/INS
名称まとめ
センサ名 ジャイロ 加速度センサ 電子コンパス GPS 角速度出力 加速度出力 ロール角・ピッチ角出力 ヨー角出力 位置出力 IMU ◯ ◯ ☓ ☓ ◯ ◯ ☓ ☓ ☓ VR ◯ ◯ ☓ ☓ ◯ ◯ ◯ ☓ ☓ AHRS ◯ ◯ ◯ ☓ ◯ ◯ ◯ ◯ ☓ GPS/INS ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ジャイロと加速度センサにおける性能評価項目
バイアス誤差
直線性（リニアリティ）誤差
2 ÷ 200 = 0.01= 1%FS
スケールファクタ誤差
ppm(Parts per million)という単位で表されることもあります。
ランダムノイズ(ホワイトノイズ)
ジャイロ性能の総合的な評価方法であるアラン分散について
- Allan variance - Wikipedia, the free encyclopedia
- アラン分散による評価.pdf
IMUに使用する三次元幾何学・運動学の基礎知識
３次元空間におけるの回転行列
IMU(6軸)センサにおける状態方程式
IMUによるストラップダウン方式 の姿勢計測
アライメント(レベリング)
地球上にいる限り、常に物体には重力加速度(9.80665 m / s2)が
ここで、Ωは地球の自転 (15deg/h)と公転 (0.04deg/h)を加えた
レート積分
カルマンフィルタのアルゴリズム
その他のロボティクスアルゴリズムのサンプルコードや関連資料
参考資料
- An introdution to inertial navigation
- Introdution to Inertial Navigation and Kalman Filtering
- Introduction to Inertial Navigation
- 振動型ジャイロスコープ - Wikipedia
- 姿勢制御 - nekolab - 資料庫-
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