高精度慣性導(dǎo)航模塊SGPM01在無人割草機中的應(yīng)用

慣性導(dǎo)航器件(IMU)根據(jù)精度區(qū)分為多種規(guī)格，低端的IMU主要為陀螺儀芯片，精度一般為DPS（度/秒）級別，芯片級別陀螺儀一般沒有經(jīng)過溫度補償?shù)刃?，在割草機中精度只能保證在幾秒到十幾秒，如果時間稍微長一點就會偏差過大，芯片級別陀螺儀一般用在消費類電子的姿態(tài)識別上，如手機、游戲手柄; 中高端IMU主要以模塊形式存在，精度單位一般為DPH（度/小時）幾倍，在制造過程中一般會做溫度補償、正交補償，在割草機工作的場景精度能保證到30分鐘到1個小時。

對于國外的消費者來說，家庭割草服務(wù)一直是一個難題。無人自動割草機很好地解決了這個痛點。但是無人割草機在工作時由于信號丟失造成的路徑混亂一直困擾著生產(chǎn)商們。那么愛普生的陀螺儀產(chǎn)品是如何解決這個痛點的呢？

目前中國割草機制造商大多在采用厘米級GPS/北斗開發(fā)新的規(guī)劃式割草機器人，厘米級GPS/北斗由于不需要大量布設(shè)信號設(shè)備以及精度足夠高等優(yōu)勢，非常適合于家用割草機器人的定位應(yīng)用，而且隨著競爭的白熱化，RTK模塊的價格也在不斷下降。

在實際應(yīng)用中，由于家庭環(huán)境的復(fù)雜因素，如家中的樹木遮擋以及半墻的遮擋等因素的干擾，RTK定位經(jīng)常會出現(xiàn)丟失信號的問題，而且家用割草機器人一般移動速度比較慢，大約為30cm/s, 所以重新找回信號可能需要較長的時間，如何在丟失信號的情況下保持割草機器人正常工作成為每個制造商急需解決的問題。

目前大家在研究的主要方向為視覺和慣性導(dǎo)航，視覺導(dǎo)航能起到重要的輔助作用，但是視覺導(dǎo)航也存在一定缺陷，包括對光線的依賴，而且在草地場景區(qū)別不大的情況下無法清晰的識別。但是慣性導(dǎo)航完全不依賴外部因素，單純依靠內(nèi)部慣性器件運算就可以得出行駛的軌跡。當然慣性導(dǎo)航也有缺點，如果慣性器件的精度很低，隨時間的增加角度偏移會越來越大。

愛普生針對智能割草機的痛點，聯(lián)合第三方研發(fā)的SGPM01陀螺儀模塊，應(yīng)用愛普生的高精度陀螺儀傳感器以及應(yīng)用高端IMU的生產(chǎn)工藝制造而成。產(chǎn)品考慮到草地的復(fù)雜環(huán)境對IMU的精度要求以及工業(yè)消費電子對低成本的需要，會直接輸出解算后的姿態(tài)角和偏航角。在割草機丟失RTK信號30分鐘內(nèi)，目前在普通草地實測的精度偏差為1小時5度左右*，達到割草機器人行業(yè)可接受的水平。

高精度9軸陀螺儀模組SGPM01是基于高性能陀螺儀傳感器和加速度計,磁力計開發(fā)的模組，內(nèi)置3軸陀螺儀和3軸加速度計傳感器和3軸地磁傳感器。依賴于高精度的傳感器、高性能的處理器和高級的數(shù)字信號處理算法，輸出非常穩(wěn)定的角速度值，加速度值，磁力計和姿態(tài)角。模塊可以支持UART，SPI數(shù)據(jù)通訊，產(chǎn)品總體尺寸為24*22*8mm。

SGPM01產(chǎn)品特點：

▋高精度9軸陀螺儀模組

▋輸出三軸加速度值，三軸角速度值，三軸地磁，姿態(tài)角（Pitch,Roll,Yaw）,溫度

▋數(shù)字通訊接口UART和SPI

▋產(chǎn)品尺寸：24*22*8mm

▋低功耗

SGPM01主要參數(shù)：