結(jié)語:
“傳感器融合”現(xiàn)在顯然只是一個(gè)過程,即獲取所有這些輸入,并將它們連接到類似Kalman濾波器的東西上。請(qǐng)注意,我們想知道的是“真相數(shù)據(jù)”,不是我們的任何傳感器直接測(cè)量的,“真相數(shù)據(jù)”是可以推斷出來的。
Kalman濾波器之外的邏輯階段是隱馬爾可夫模型(HMMs),我們通過說有一個(gè)稱為垂直高度的“隱藏”屬性來調(diào)用它,而我們并沒有直接觀察到它(盡管有許多測(cè)量結(jié)果間接地表明了它是什么)。在收集了足夠的證據(jù)之后,盡管樣本數(shù)據(jù)很嘈雜,我們還是可以非常確定答案的真實(shí)性。
當(dāng)你把所有的傳感器數(shù)據(jù)拉到你的主微控制器里,然后在那里做數(shù)學(xué)運(yùn)算,但是要非常小心時(shí)間混疊效應(yīng)。如果一個(gè)傳感器的時(shí)間相對(duì)于其他傳感器偏移,那么融合結(jié)果會(huì)以奇怪的方式輸出。
想一想,如果你有一個(gè)傳感器塊,你滑過一張桌子,但在一半的時(shí)候,你將它翻轉(zhuǎn)90度。
IMU應(yīng)該看到“側(cè)向滑動(dòng),旋轉(zhuǎn)90度,向上滑動(dòng)”——將其整合到空間中的真實(shí)位置,你應(yīng)該得到一條平坦的直線。但如果“翻轉(zhuǎn)90”陀螺儀信號(hào)延遲(或只是時(shí)間戳不好),則加速度計(jì)矢量不會(huì)在每一瞬間都正確地旋轉(zhuǎn)回工作臺(tái)的平面上,當(dāng)運(yùn)動(dòng)“泄漏”到錯(cuò)誤的軸上時(shí),會(huì)有一些垂直漂移。不是因?yàn)閭鞲衅鞯娜魏握`差,而是純粹因?yàn)樘幚眄樞颉?
這就是為什么有些廠商做IMU要做全產(chǎn)線。陀螺儀和加速度計(jì)和外部磁強(qiáng)計(jì)都自己做,以保證時(shí)間不混疊。融合后,IMU向微控制器報(bào)告一個(gè)理想化的運(yùn)動(dòng)矢量,從而得到更一致的結(jié)果。當(dāng)然,總有一個(gè)折衷:融合的運(yùn)動(dòng)更新(至少對(duì)于這個(gè)芯片來說)比原始值來得慢。
如果你認(rèn)為控制過濾器過于復(fù)雜,更相信原始傳感器,那么大可不必做融合。但如果你想要的是精確(或者你只關(guān)心最終答案),那就讓芯片為你融合吧。