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2012年6月 4日 (月)

慣性センサXG1300Lの実力を探る(おしまい)

花岡ちゃんのウィークエンド:

テストの結果、ジャイロの安定度は相当なもので、当方の実験では静止状態でのドリフトが1時間で1度以下という結果でした。実際の使用状況下でカタログデータの10度/時間は十分に担保できるでしょう。その他マニュアルに記載されていない(あるいは読み取りにくい)性能を下記にまとめておきます。

●旋回角の初期値は0以外に出来ない
使い方によってはリセット後の初期値が0度ではなく、90度などにセットしたい場合もありますが、旋回角レジスタに値を書き込むことは出来ません。そのような場合はマイコン側で変換する必要があります。

●旋回角は右旋回でプラス、左旋回でマイナス
旋回角の読み出し値は、右(時計回り)に旋回させていくと数値が増えてゆき、180.00度を超えるとマイナス179.99度という数値になります。つまり読み出した数値がずばり原点からの旋回角になっている訳で、アプリケーションプログラムで使いやすくなっています。

●ジャイロコンパスとして使うなら、旋回は水平に、旋回速度は低めに
本機のジャイロは1軸ですから、障害物を乗り越えながら進む探検ロボットなどには、ジャイロコンパスとしては使用できません。センサの角度が変わるとコンパスが狂ってきます。また、旋回速度の最大は100度/秒です。これは4秒で一回りするくらいの速度ですが、安全を見るならこの半分くらいに押さえるのがよいようです。ただし、これはあくまでもコンパス、つまり方位基準として使う場合で、ねずーのようにアクションの角度測定だけなら、そんなに神経質になる必要はありません。

テストの結果はかなり良好でした。ロボット掃除機のような室内の移動ロボットにジャイロコンパスとして搭載可能です。もちろん、シェーキーカメロのようにオドメトリで同様のことは可能ですが、オドメトリの場合、旋回角の分解能をあげるためには駆動輪のエンコーダの分解能をあげる必要があり、機械的な工作が大変になります。また、幅の広いタイヤや、キャタピラなどを使った場合、旋回時の接地点が路面によってかわるため、同じステップ数だけ駆動輪をまわしても、旋回角が違ってくる場合もあります。もちろんスリップは論外ですね。高安定のジャイロコンパスを使えばこの辺の問題を解決でき、ロボットの自己位置推定をロバストなものにできるでしょう。

結論としては、室内用の移動ロボットの自己位値推定には、かなり有効なセンサだと思います。ラフなオドメトリ、極端な話をすれば、時間による移動距離の推定でも、ソコソコの精度で位置の推定ができるのではないでしょうか。何故なら、距離は壁への衝突の検出などで容易に補正できますが、角度の補正はそれに比べると難しいからです。
1万円という値段なら、充分検討に値すると思います。

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