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在Arduino上使用SPI记录来自IMU的原始数据时出现随机尖峰

gyroscope spi accelerometer arduino

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Alexis · 技术社区 · 6 年前

我需要对LSM9DS1 IMU进行噪声特性描述。为此,我需要在静态条件下长时间(约10小时)从传感器获取原始数据。我准备了一个由Arduino Uno和使用SPI协议连接到它的IMU组成的日志系统。该系统工作得很好,但是,即使IMU处于静态状态,加速度计和陀螺仪上也会出现随机尖峰。这些峰值似乎总是在平均值的+/-250左右。下图显示了加速计X轴上的这些尖峰。

IMU设置为以50 Hz的频率提供数据,我也以相同的频率读取数据。以下是我基于Sparkfun提供的LSM9DS1库的Arduino代码:

#include <Wire.h>
#include <SPI.h>
#include <SparkFunLSM9DS1.h>

LSM9DS1 imu;

#define LSM9DS1_M_CS    10 // Can be any digital pin
#define LSM9DS1_AG_CS   9  // Can be any other digital pin

void setup() 
{
  Serial.begin(115200);

  imu.settings.device.commInterface = IMU_MODE_SPI;
  imu.settings.device.mAddress = LSM9DS1_M_CS;
  imu.settings.device.agAddress = LSM9DS1_AG_CS;

  if (!imu.begin())
  {
    Serial.println("Failed to communicate with LSM9DS1.");
    while (1);
  }


  imu.enableFIFO(false);
  imu.setFIFO(FIFO_OFF,0x00);
}

void loop()
{
  Serial.print(micros());
  Serial.print(" ");
  printAccel();
  printGyro(); 

  delay(20);

}

void printGyro()
{
  imu.readGyro();
  Serial.print(imu.gx);
  Serial.print(" ");
  Serial.print(imu.gy);
  Serial.print(" ");
  Serial.println(imu.gz);
}

void printAccel()
{
  imu.readAccel();
  Serial.print(imu.ax);
  Serial.print(" ");
  Serial.print(imu.ay);
  Serial.print(" ");
  Serial.print(imu.az);
  Serial.print(" ");
}

1 回复 | 直到 6 年前

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nPn 6 年前

这些“尖峰”似乎能量很低,可能偶尔会有一个虚假读数。您当然可以尝试找出导致这些问题的确切原因(您所知道的可能是某个人砰地关上门),但我认为这更多的是硬件调试问题。

我想最终你还是会想过滤掉所有的噪音。数字滤波器的复杂程度取决于“测量”与测量中随机噪声的速度。

最简单的过滤器之一如下所示,其中filterValue是“运行”值,senseValue是当前原始测量值,scaleFactor是一个数字<1(0.1,或eample为0.01)。数字越小,过滤的次数就越多,但你也会看到更多的“滞后”。

filterValue = filterValue + scaleFactor * (senseValue - filterValue);

我认为,一旦你合理过滤数据,这些“尖峰”就会消失。

因为您存储了数据,所以只需通过过滤器运行它,然后查看它的外观。