IMU611用户手册V14

1、目录1.介绍12.应用范围13.特性14.安装轴向25.信号定义36.使用及安装说明47.工作模式和数据包格式48. IMU610 Assistant软件108.1软件安装118.2软件使用119. IMU611性能指标12联系方式15机械图161.介绍IMU611定制版是可靠的固态惯性测量单元。内置精确相互垂直安装的三轴环形硅振子陀螺仪、三轴油阻尼（或空气阻尼）加速度计、GPS接收机以及指南针，并经过三轴转台精密校准以满足不同条件下的性能需求。数据融合通过内置DSP进行扩展卡尔慢滤波器实现，给出实时、准确的载体姿态和传感器数据。2.应用范围无人驾驶直升机和轻型直升机。无人驾驶固定翼和自动导航

2、车。平台稳定和瞄准。船舶及海底机器人。惯性测量系统。动中通。机器人控制及机械状态监控。车载导航。3.特性1震动环境下良好的性能。2精确校准陀螺仪的零点、零点温度系数、灵敏度、灵敏度温度系数、正交性误差和加速度效应，加速度计的零点、零点温度系数、灵敏度、灵敏度温度系数和正交性误差。3500Hz快速计算，128kSPS高速同步采样保证运动细节的计算，抑制混叠，提高信噪比。4数据包速率最高250Hz，RS232接口。5低功耗：典型0.25A (12V)。图1 IMU611外观4.安装轴向IMU611沿用NED坐标系，右手系，轴向见图5。当X轴正方向指向载体前方时，绕X轴转向的角度为横滚角，绕Y轴转向

3、的角度为俯仰角，绕Z轴转向的角度为航向角。图2安装轴向5.信号定义表1 8针插座的信号定义Pin NumberFunction1电源正极，12V2电源地3RS-232 数据发送4RS-232 数据接受5请勿连接6心跳信号（每秒翻转一次）7RS-232信号地8RS-232信号地6.使用及安装说明1. 电源应为12V+/-1V直流，纹波<50mV，电流至少0.5A，若电源噪声较大，供电线路较长，请使用滤波器或者外置稳压器。2. IMU应用M3半圆头螺丝固定在载体上，操作过程中的松动会影响测量精度。3. IMU在初上电15秒内应保持静止直到数据输出，完成自检和初始对准过程。如果初始对准过程不能

4、完成，IMU将延迟数据输出直到完成。4. 有可能的话，尽量安装在载体重心或靠近重心的位置。5. 尽量避免剧烈震动、温度变变化（如安装在发动机旁），必要时使用减震器。6. 尽量对准IMU坐标轴与载体坐标轴。7.工作模式和数据包格式IMU611有以下几种工作模式：1. 垂直陀螺模式（VG），输出横滚、俯仰角、卡尔曼滤波修正后的陀螺仪角速度和加速度。若要IMU611工作于VG模式，通过串口输出指令：表2 VG模式指令Byte No.ContentDescription10xBDFirst header byte20xDBSecond header byte30x65Attitude (with He

5、ave and Sensor) Output command byte40x03Checksum: Byte-wise XOR of byte 1 to 3.数据包格式：表3数据包格式Byte No.ContentDescription00xBDFirst header byte10xDBSecond header byte2Status0x043RollLSB of Roll4MSB of Roll5PitchLSB of Pitch6MSB of Pitch7YawLSB of Yaw8MSB of Yaw9DEBUG0LSB of DEBUG010MSB of DEBUG011DEBUG

6、1LSB of DEBUG112MSB of DEBUG113GXLSB of x-axis gyroscope14MSB of x-axis gyroscope15GYLSB of y-axis gyroscope16MSB of y-axis gyroscope17GZLSB of z-axis gyroscope18MSB of z-axis gyroscope19AXLSB of x-axis accelerometer20MSB of x-axis accelerometer21AYLSB of y-axis accelerometer22MSB of y-axis accelero

7、meter23AZLSB of z-axis accelerometer24MSB of z-axis accelerometer25TempLSB of temperature sensor26MSB of temperature sensor27TimestampLSB of timestamp28Mid1 of timestamp29Mid2 of timestamp30MSB of timestamp31InfoLSB of INFO32MSB of INFO33ChecksumByte-wise XOR of byte 0 to 32角度为16bit有符号整数(int16)，转换成度

8、请乘以系数360/32768.角速度为16bit有符号整数(int16)，转换成度/秒请乘以系数GRange/32768.加速度为16bit有符号整数(int16)，转换成g单位请乘以系数ARange/32768.传感器温度为16bit有符号整数(int16)，转换成摄氏度请乘以200/32768.时间戳Timestamp为上电到当前的内部时间，32位无符号整数(uint32)，单位毫秒。Info为状态字，定义如下：表4 Info的定义15141312Model2Model1Model0SW ver2111098SW ver1SW ver0HW ver1HW ver07654GRange2GR

9、ange1GRange0ARange13210ARange0Sys warningSys ErrOver range ErrModel <2.0>000 IMU800001 IMU610010 WS601011 MiniIMU1xx Future modelsSW ver<2.0> Software main versionHW ver<1.0> Hardware main versionGRange<2.0> Gyro measurement range000 75deg/s001 150deg/s010 200deg/s011 300deg/

10、s100 573deg/s101 900deg/sARange<1.0>00 2g01 3g10 5g11 12gSys warning: 系统告警，指发生非致命性错误，如发送速度超过串口速度限制、串口接收缓冲区满、发送结果超过int16范围等。若告警解除，1秒后消除此标志。Sys Err: 发生重要错误、自检失败、传感器失败、初始化失败等，此标志位不清除。Sensor Saturation warning: 传感器超限告警，若不再超限，1秒后消除此标志。2. 2D AHRS模式在2D AHRS模式下，IMU611采集内部指南针的二维数据并修正航向角。*3D AHRS模式将在下一次

11、软件升级中提供。进入2D AHRS模式指令：表5进入2D AHRS模式指令Byte No.ContentDescription10xBDFirst header byte20xDBSecond header byte30x45AHRS mode (2D compass)40x23Check sum 数据格式：表6 2D AHRS模式数据格式Byte No.ContentDescription00xBDFirst header byte10xDBSecond header byte2Status0x05(2D compass) 0x08 (3D compass)3RollLSB of Roll4

12、MSB of Roll5PitchLSB of Pitch6MSB of Pitch7YawLSB of Yaw8MSB of Yaw9DEBUG0LSB of DEBUG010MSB of DEBUG011DEBUG1LSB of DEBUG112MSB of DEBUG113GXLSB of x-axis gyroscope14MSB of x-axis gyroscope15GYLSB of y-axis gyroscope16MSB of y-axis gyroscope17GZLSB of z-axis gyroscope18MSB of z-axis gyroscope19AXLS

13、B of x-axis accelerometer20MSB of x-axis accelerometer21AYLSB of y-axis accelerometer22MSB of y-axis accelerometer23AZLSB of z-axis accelerometer24MSB of z-axis accelerometer25MXLSB of x-axis magnetic field26MSB of x-axis magnetic field27MYLSB of y-axis magnetic field28MSB of y axis magnetic field29

14、MZLSB of z-axis magnetic field30MSB of z-axis magnetic field31TempLSB of temperature sensor32MSB of temperature sensor33TimestampLSB of timestamp34Mid1 of timestamp35Mid2 of timestamp36MSB of timestamp37InfoLSB of Info38MSB of Info39ChecksumByte-wise XOR of byte 0 to 38MX, MY, MZ为三轴磁场相对值，MX, MY的量化矢量

15、和为4000。表7 2D 保存设置到FLASHByte No.ContentDescription10xBDFirst header byte20xDBSecond header byte30xA9SAVE CONFIG40xCFCheck sum NMEA0183GPS接收机的输出数据以NMEA0183格式与二进制数据混合输出。数据速率默认为1Hz。位置耦合功能将在后续版本-IMU613的固件中提供。8. IMU610Assistant软件IMU 610Assistant软件用于调试、配置IMU61X。如图3。图3IMU610 Assistant软件8.1软件安装1. 安装setup.exe

16、2. 若需要，系统会提示更新windows .netframework到更新的版本。8.2软件使用1. 左上角Serial Port卡选择串口波特率和串口号，Open打开串口。默认波特率是57600bps。2. 在默认二进制数据格式下，右中段Artificial Horizon卡可显示地平仪姿态，Heading显示航向(陀螺仪积分或磁航向)，右上角VR Data区显示数值数据。3. 默认模式为二进制操作，垂直陀螺模式Attitude and Sensor data 0x65。4. 若要2D AHRS模式，点击AHRS MODE (2D compass)。5. 若要修改波特率，或者数据速率，可在

17、二进制模式下选择，也可以在文本模式配置。不同波特率，不同模式下允许的最高数据速率不相同。计算的方法如下：允许的最高速率 = 波特率/10/每个数据包字节数例如在VG和AHRS模式下，57600bps波特率允许最高数据速率100Hz，而115200bps波特率下允许最高250Hz。6. 若要校准指南针（2D），点击二进制格式下Calibrate Compass 2D. 在载体水平或近似水平，原理主要磁场干扰的情况下在60秒内让载体旋转至少一周。时间结束后程序会自动校准数据。7. 若要保存设置的工作状态，必须点击Save configs。8. Print Error log可以打印内部最后16个错

18、误或告警。9. 保存数据到文件，可在Log data to file那里点击Save。10. 升级固件：按ASCII模进入ASCII模式，点击右边的Update，选择LDR文件开始升级。如果升级中途出错导致中断，切记不要急于拔出电源重启，不要断电，马上重新按Update开始更新升级。9. IMU611性能指标属性指标备注航向量程 (°)±180精度(°)<2°有罗盘或GPS辅助分辨率 (°)0.01姿态量程: 横滚，俯仰 (°)±180, ±90动态精度 (°)<0.3°直升机悬停和盘旋分辨率 (°)0.01角速度量程: 横滚，俯仰，偏航 (°/sec)±150, ±300标准配置±900高量程配置零点绝对误差(°/sec)< 0.5deg/s工作温区无卡尔曼滤波<0.02deg/s卡尔曼滤波零点不稳定度(°/hr)6典型艾伦方差，高精度可选分辨率 (°/sec)0.01ARW (°/hr)<0.28加速度量程: X,Y,Z(g)±12g1.5-12g可选偏置稳定性 (mg)<15mg工作温区高精度可选分辨率 (mg)<