1.范围

此文档适用于扫地机的IMU定位导航参考使用。

2.IMU概述

IMU（Inertial Measurement Unit），即惯性测量单元，一般包装3轴陀螺仪和3轴加速度计，用于测量物体的三轴姿态角（或角速率）和加速度。IMU在三维空间中检测角度速度和加速度信号、角度和加速度数据积分，以定位导航。检测机器是否倾斜，是否有突然碰撞。

LDS与IMU整合后会弥补各自的缺点，可以利用LDS估计定位信息IMU零偏，减少IMU由零偏差引起的发散和积累误差；由于某些因素(场景特征较少，光线变化较大等。)定位失败，IMU可以为LDS在快速运动时提供定位。IMU与雷达频率不同，时间戳不对，需要时间同步。LDS辅助使用建图IMU数据，两者的坐标系统一校准，算法imu为匹配算法提供初始值，使构图数据更加准确，地图轮廓清晰光滑。惯性导航主要是IMU，里程计辅助定位，LDS雷达使用IMU辅助定位和里程计。

1、imu使用建图功能时，经验值要求持续工作100min，地图歪斜<6°

2、扫地机沿10m长直墙行走时，机器偏移不得超过半个机身

3、扫地机上≥15°斜坡时，需要掉头回来

4.弓扫测试，观察弓扫轨迹的平行度和宽度，反复测试保存地图

3.IMU性能需求

1、灵敏度(Sensitivity)误差≤ ±0.5%，减少累积误差

2、陀螺仪（Gyroscope）支持从 ±15.625 dps 到 ±2000dps 八种独立的可编程满量程设置，Degree Per Second的缩写dps，是角速度单位，表示为°/s；

加速度计（Accelerometer）支持从 ±2g 到 ±16g 四个独立的可编程满量程设置，g=9.8m/s^2.静态应用配置2g，运动应用>8g。

3、≥16位ADC，最低分辨率要求

4.灵敏度比因子随温度变化（Sensitivity Scale Factor Variation Over Temperature ）：陀螺仪±0.005%/oC；加速度±0.007%/oC，温度越小越好。

5、零偏（Initial ZRO Tolerance）：陀螺仪±1°/s(随温度变化±0.01°/s/℃）；加速度±40mg(随温度变化±0.15mg/℃）

6、非线性（Nonlinearity）《±0.1%(接近量程最大值，非线性越差)

7.非正交误差 (Cross Axis Sensitivity) ≤ ±1%，理论上X，Y，Z轴完全正交。由于结构的加工误差，很难完全正交

8.验证陀螺仪的关键参数

4.结构设计要点

电子元件，贴片到PCB无安装结构要求

5.硬件设计要点

1、I2C接口一般最高支持1MHz速度

2、SPI接口一般最高支持24MHz速度

3.磁珠和静电管预留在硬件电路上，以解决产品认证中的辐射问题RE和ESD影响

4、IMU电源加IO控制数据异常停电重启

5.工作电压一般为3.3V

Layout设计要点：

1.优先保证PCB上次，确保机器的前进方向是IMU正方向

2、远离PCB螺孔防止拧紧螺钉时机械压力变化

3.远离热源，减少温度影响

4.远离电机磁干扰