IMU i fusió de sensors

Els dos sensors

• Acceleròmetre: mesura l’acceleració, inclosa la gravetat. En repòs, la gravetat indica on és «avall» i dona la inclinació (tilt). En moviment es confon.
• Giroscopi: mesura la velocitat de gir. Integrant-la surt l’angle, suau i ràpid, però un petit bias s’acumula: deriva.

Fusió: filtre complementari

angle = α · (angle + gyro · dt) + (1 − α) · angle_acc, amb una α típica de 0,98.

Giroscopi a curt termini, acceleròmetre a llarg termini. Els robots fan servir variants més avançades (filtre de Kalman).

És el mateix patró que a SLAM: un sensor que deriva i un altre que no deriva però és sorollós. Combinar-los corregeix. Es repeteix a tota la robòtica.

Magnetòmetre

Una brúixola: heading ≈ atan2(my, mx) amb el sensor anivellat. El hard iron desplaça el cercle de lectures; el soft iron el deforma. Calibrar el torna a centrar.

A la demo

Prem la sacsejada: l’acceleròmetre s’enganya. Puja el bias del giroscopi: l’angle integrat es desvia. El senyal fusionat es manté a prop del real.