M 5stack grayでIMUの値を読み出す

IMUInertial Measurement Unit)が内蔵されているのがgrayの特徴ですが、その値を読み取れるサンプルプログラムがあったので実行してみました。

サンプルプログラムはArduino IDEのスケッチ例からです。


/*
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* Copyright (c) 2021 by M5Stack
*                  Equipped with M5Core sample source code
*                          配套  M5Core 示例源代码
* Visit the website for more information:https://docs.m5stack.com/en/core/gray
* 获取更多资料请访问:https://docs.m5stack.com/zh_CN/core/gray
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* describe:MPU6886 example.  惯性传感器
* date:2021/7/21
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*/
#define M5STACK_MPU6886
#include 

float accX = 0.0F;  // Define variables for storing inertial sensor data
float accY = 0.0F;  //定义存储惯性传感器相关数据的相关变量
float accZ = 0.0F;

float gyroX = 0.0F;
float gyroY = 0.0F;
float gyroZ = 0.0F;

float pitch = 0.0F;
float roll  = 0.0F;
float yaw   = 0.0F;

float temp = 0.0F;

/* After M5Core is started or reset
the program in the setUp () function will be run, and this part will only be run once.
在 M5Core 启动或者复位后,即会开始执行setup()函数中的程序,该部分只会执行一次。 */
void setup(){
  M5.begin(); //Init M5Core.  初始化 M5Core
  M5.Power.begin(); //Init Power module.  初始化电源

  M5.IMU.Init();  //Init IMU sensor.  初始化惯性传感器

  M5.Lcd.fillScreen(BLACK); //Set the screen background color to black. 设置屏幕背景色为黑色
  M5.Lcd.setTextColor(GREEN , BLACK); //Sets the foreground color and background color of the displayed text.  设置显示文本的前景颜色和背景颜色
  M5.Lcd.setTextSize(2);  //Set the font size.  设置字体大小
}

/* After the program in setup() runs, it runs the program in loop()
The loop() function is an infinite loop in which the program runs repeatedly
在setup()函数中的程序执行完后,会接着执行loop()函数中的程序
loop()函数是一个死循环,其中的程序会不断的重复运行 */
void loop() {
  //Stores the triaxial gyroscope data of the inertial sensor to the relevant variable
  //将惯性传感器的三轴陀螺仪数据存储至相关变量
  M5.IMU.getGyroData(&gyroX,&gyroY,&gyroZ);
  M5.IMU.getAccelData(&accX,&accY,&accZ); //Stores the triaxial accelerometer.  存储三轴加速度计数据
  M5.IMU.getAhrsData(&pitch,&roll,&yaw);  //Stores the inertial sensor attitude.  存储惯性传感器的姿态
  M5.IMU.getTempData(&temp);  //Stores the inertial sensor temperature to temp.  存储惯性传感器的温度

/* The M5Core screen is 320x240 pixels, starting at the top left corner of the screen (0,0).
gyroscope output related
M5Stack屏幕像素为 320x240,以屏幕左上角为原点 (0,0)*/
//gyroscope output related.  陀螺仪输出相关
  M5.Lcd.setCursor(0, 20);  //Move the cursor position to (x,y).  移动光标位置到(x,y)处
  M5.Lcd.printf("gyroX,  gyroY, gyroZ"); //Screen printingformatted string.  输出格式化字符串
  M5.Lcd.setCursor(0, 42);
  M5.Lcd.printf("%6.2f %6.2f%6.2f o/s", gyroX, gyroY, gyroZ);

// Accelerometer output is related
//加速度计输出相关
  M5.Lcd.setCursor(0, 70);
  M5.Lcd.printf("accX,   accY,  accZ");
  M5.Lcd.setCursor(0, 92);
  M5.Lcd.printf("%5.2f  %5.2f  %5.2f G", accX, accY, accZ);

// Pose output is related
//姿态输出相关
  M5.Lcd.setCursor(0, 120);
  M5.Lcd.printf("pitch,  roll,  yaw");
  M5.Lcd.setCursor(0, 142);
  M5.Lcd.printf("%5.2f  %5.2f  %5.2f deg", pitch, roll, yaw);

// Inertial sensor temperature output related
//惯性传感器温度输出相关
  M5.Lcd.setCursor(0, 175);
  M5.Lcd.printf("Temperature : %.2f C", temp);

  delay(10);  // Delay 10ms  //延迟10ms
}

9軸の内訳は角速度(gyro)、加速度(acc)、ピッチ/ロール/ヨー(pose)の三要素の数値になるので、これらの数値から物体の回転角度、移動距離と傾き量(姿勢)を知ることができます。表示(数値)を見てみると結構揺れていますから、この精度がセンサーの値段そのままになるのでしょう。

<疑問点>

・Z方向の加速度にオフセット1が付加されているように見えるのは、重力加速度?

-> そうでした、M5stack傾けると軸ごとにオフセット移動します。

・温度は華氏にしても変な値だし、値が振れすぎでもあります。

・gyroZが静止状態でもある値を取るのでyawが回り(減少)続ける。

-> 先人も経験しているようで、対症療法(静止時のgyroZの値の平均を取って差し引いて再計算)ですが対策も記載されてます。

https://qiita.com/foka22ok/items/53d5271a21313e9ddcbd

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