minIMU-9 v2, software, kalibrierung...

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21.07.2013, 11:02
inka

Zitat:

Zitat von Dirk

Zum Gyro:
Sieht gut aus. Der X-Offset scheint mir ein bissl hoch (oder lebst du auf einem Hausboot oder im schwankenden Hochhaus im 20.Stock)?

nein, erster stock, nicht schwankend. Ich habe probeweise der X-offset auf etwa die hälfte (1625) verringert, die anzeige des X-gyro-wertes schnellte sofort um fast 2000 hoch, die anderen bewegen sich im bereich +/- 10 um null herum
also lasse ich es erstmal...

Zitat:

Zitat von Dirk

Zum Accelerometer:
Die Max-X, Max-Y und die Z-Werte sind nicht ok. Durch die Kalibrierung müßte jede Achse auf die volle Erdbeschleunigung zu kalibrieren sein. Das heißt:
Max und Min Werte sollten fast identisch im hohen 3-stelligen bis niedrigen 4-stelligen Bereich sein bis auf das Vorzeichen, das bei Min ein "-" ist und bei Max ein "+".
Typische Werte also z.B. bei allen Achsen:
MIN <-> MAX
-1100 <-> +1045
-967 <-> +1012
Woran kanns liegen?
Die Achsen zeigen evtl. bei der Kalibrierung nicht genau Richtung Erdmittelpunkt (Max-Werte) bzw. genau von ihm weg (Min-Werte).

ich habe die werte probehalber geändert:

Code:

// LSM303DLHC accelerometer: #define I2C_MULTIIO_LSM303DLHC_A_ADR 0x32 // Default // LSM303DLHC accelerometer calibration data: #define MAX_X_A 1000 // Max. X-axis value 1019 -100 #define MIN_X_A -1024 // Min. X-axis value -1057 #define MAX_Y_A 1060 // Max. Y-axis value 1029 -106 #define MIN_Y_A -1013 // Min. Y-axis value -1064 #define MAX_Z_A 1041 // Max. Z-axis value #define MIN_Z_A -950 // Min. Z-axis value -1057 950 #define OFFSET_PITCH_A 0.0 // Offset Pitch [°] #define OFFSET_ROLL_A 0.0 // Offset Roll [°]

die aufteilung auf die 360° ist besser, N ist noch um ca. 90° cw versetzt (bei der anzeige case3, also eigentlich magnetometer)...

Zitat:

Zitat von Dirk

Zum Magnetometer:
Die Min-Werte scheinen mir etwas zu hoch und der Max-Z-Wert zu niedrig.
Woran kanns liegen? Magnetfeldeinflüsse? Metalle in der Nähe?
Wie hast du den Sensor angebracht? Wieviel Abstand hat er zur MultiIO bzw. zum RP6? Stimmen die Sensorachsen mit denen des RP6 überein?

der sensor ist hinten, die befestigungsschraube der Multi_IO neben der sicherung habe ich durch eine messingsäule (conrad) ersetzt, höhe zu platine ca 70mm, die bestückung des sensors ist unten (richtung RP6), die anschlusspins liegen in fahrtrichtung vorne...

frage:
wenn ich die normalize-funktion auskommentiere, kümmert sich das kalibrierprogramm um die (noch alten) eingetragenen Offset-werte (alle drei sensoren), oder werden diese angaben ignoriert?
21.07.2013, 12:15
Dirk

Hi inka,
du willst es jetzt aber wissen.

Zitat:

(Zum Accelerometer: ) ...ich habe die werte probehalber geändert:

Ok. Das sollte aber auch problemlos zu kalibrieren sein!
Mach es doch so, dass du z.B. den RP6 in der Hand hältst und auf die rechte Seite neigst. Beobachte dabei den X-Wert und kippe den RP6 so lange in der Rechts-Seitenlage umher, bis der X-Wert maximal wird. ACHTUNG: Lies erst weiter unten den Text zur Ausrichtung des Sensors, die bei dir anders ist, sonst hast du ganz andere Achsen als ich!!

Zitat:

die aufteilung auf die 360° ist besser, N ist noch um ca. 90° cw versetzt (bei der anzeige case3, also eigentlich magnetometer)...

Die Werte des Accelerometers nehmen NUR Einfluss auf das TILT COMPENSATED Heading (Neigungs-kompensierte Richtung,- das ist der Wert in der 2. Zeile hinter "C" der Magnetometer-Ausgabe). Wenn die Richtungsangaben "versetzt" sind, kann das NUR am Magnetometer liegen.

Zitat:

der sensor ist hinten, die befestigungsschraube der Multi_IO neben der sicherung habe ich durch eine messingsäule (conrad) ersetzt, höhe zu platine ca 70mm, die bestückung des sensors ist unten (richtung RP6), die anschlusspins liegen in fahrtrichtung vorne...

1. Die Höhe ist ok, ich würde aber eher Plastikabstandhalter und eine Plastikschraube nehmen. Müßte aber auch mit den Messing-Dingern klappen, wenn da kein Eisenanteil drin ist.
2. Bestückung des Sensors nach UNTEN ist ok.
3. Anschlusspins in Fahrtrichtung vorn: Die Lib ist so geschrieben, dass die Anschlußpins der minIMU-9 v2 (hast du genau die auch??) in Fahrtrichtung RECHTS sind. Schaut man also von oben in Fahrtrichtung des RP6 (man steht also hinter dem RP6) auf den Sensor, dann kann man die Beschriftung aufrecht lesen, SDA/SCL sind rechts und die Y-Achsen-Beschriftung zeigt nach vorn, die der X-Achse nach links.

Zitat:

frage: 1) wenn ich die normalize-funktion auskommentiere, kümmert sich das kalibrierprogramm um die (noch alten) eingetragenen Offset-werte (alle drei sensoren), oder werden diese angaben ignoriert?

Die Normalize-Funktionen können immer drin bleiben, müssen also auch beim Kalibrieren nicht auskommentiert werden.
Nachdem du die Kalibrierungs-Werte ermittelt und in der RP6Control_Orientation.h geändert hast, muss das Programm neu kompiliert werden. Vorher unbedingt die .st und .o Dateien der Orientation-Lib löschen! Dann kannst du erst prüfen, ob deine Kalibrierung gelungen ist. Wenn nicht, müßtest du sie wiederholen.

Zitat:

frage: 2) in der magnetometeranzeige - die einzige, in der ich beim drehen des RP6 eine richtungsänderung erkenne - wird diese nur grob in himmelsrichtungen angezeigt. Wie müsste ich diese anzeige/den code verändern um beim drehen des RP6 zahlen zu sehen (N=0, E=90,....)? Dann hätte ein weiteres experimetieren mit willkürlichen änderungen an den offsets noch eine aussicht auf erfolg....Zumindest verspreche ich mir davon eine etwas genauere erkenntnis über abhängigkeiten...

In der 2. LCD-Zeile der Anzeige für das Magnetometer erscheint ja ein "H" für Heading, dahinter die Gradzahl und daneben die Grobrichtung als Buchstabe (N, SE, W ...). Dahinter erscheint das "C" für Tilt compensated Heading mit der Gradzahl, daneben wieder die Grobrichtung.
Da ist doch alles drin, oder?

- - - Aktualisiert - - -

Noch ne Ergänzung:

1. Die Ausgabe aller Werte auf dem LCD in der Demo liegt ja daran, dass das GPS-Modul den UART braucht. Wenn du NUR die minIMU testen willst, sende doch die Werte an das Terminal, da sind sie besser zu erkennen und zu beschriften.

2. Da der Gyro-Test erstmal nicht gebraucht wird, kommentier ihn doch in der Demo 05 aus, dann gibt es schon mal 1 Anzeige weniger.
21.07.2013, 13:43
inka

Hi Dirk,

Zitat:

Zitat von Dirk

ACHTUNG: Lies erst weiter unten den Text zur Ausrichtung des Sensors, die bei dir anders ist, sonst hast du ganz andere Achsen als ich!!

die frage hätte ich schon viel früher stellen sollen, ich hatte da was in erinnerung von der HDMM, dort hatte ich die anschlüsse vorne. Ist evtl. im RN-artikel ein bild auf dem man die lage der minIMU erkennen kann? Konnte jetzt keinen finden...

Zitat:

Zitat von Dirk

Anschlusspins in Fahrtrichtung vorn: Die Lib ist so geschrieben, dass die Anschlußpins der minIMU-9 v2 (hast du genau die auch??) in Fahrtrichtung RECHTS sind. Schaut man also von oben in Fahrtrichtung des RP6 (man steht also hinter dem RP6) auf den Sensor, dann kann man die Beschriftung aufrecht lesen, SDA/SCL sind rechts und die Y-Achsen-Beschriftung zeigt nach vorn, die der X-Achse nach links.

jetzt passen auch in etwa die ausgaben! Ich habe jetzt den RP6 auf einen holzdrehteller gestellt:
wenn ich ihn jetzt mit der frontseite in richtung N ausrichte und dann so drehe, als das das heck richtung N zeigt, wird im LCD nicht 180° sondern 192° angezeigt. Muss man damit leben, oder noch einmal kalibrieren? Hast Du mal mit Deinem so etwas getestet?

Zitat:

Zitat von Dirk

Die Normalize-Funktionen können immer drin bleiben, müssen also auch beim Kalibrieren nicht auskommentiert werden.

hast Du nicht mal sowas geschrieben?

Zitat:

Zu 2:
Wichtig ist, dass du dir die ROHWERTE, die der Sensor direkt ausgibt, ansiehst. Für den Gyro wären das also die Werte, die die Funktion readL3GD20() ausgibt. Wenn die Werte erst durch die Normalisierungsfunktion normalizeL3GD20() gejagt sind, kannst du sie für die Kalibrierung nicht mehr verwenden, weil die Normalisierungsfunktion ja genau die von dir angegebenen Kalibrierungswerte nutzt, um die Rohwerte anzupassen.

Zitat:

Zitat von Dirk

In der 2. LCD-Zeile der Anzeige für das Magnetometer erscheint ja ein "H" für Heading, dahinter die Gradzahl und daneben die Grobrichtung als Buchstabe (N, SE, W ...). Dahinter erscheint das "C" für Tilt compensated Heading mit der Gradzahl, daneben wieder die Grobrichtung.
Da ist doch alles drin, oder?

habe ich vor lauter kalibrieren übersehen :-)
21.07.2013, 20:27
Dirk

Hi inka,
klingt so, als wenn du inzwischen Land siehst.

Zitat:

Ist evtl. im RN-artikel ein bild auf dem man die lage der minIMU erkennen kann? Konnte jetzt keinen finden...

Stimmt. Es gibt in der Lib nur die Lagebeschreibungen der Sensoren in den Funktionen headingHDMM01() für den HDMM01 und headingLSM303DLHC_M() für die MinIMU-9 v2.
Ich werde die Lage noch in RN-Wissen übernehmen.

Zitat:

das heck richtung N zeigt, wird im LCD nicht 180° sondern 192° angezeigt. Muss man damit leben, oder noch einmal kalibrieren?

Nein, das ist zuviel. Eine absolute Abweichung von 3-4° ist ok. Die kann man noch etwas durch die Declination (Mißweisung) verbessern.
Auf welchen Wert beziehst du dich? H oder C?

Zitat:

(Die Normalize-Funktionen können immer drin bleiben, müssen also auch beim Kalibrieren nicht auskommentiert werden.) ... hast Du nicht mal sowas geschrieben?

Ja. Meine Schuld. Damals hatte ich noch normalize-Funktionen, die man zum Kalibrieren weglassen mußte. Das hat sich jetzt geändert (weil zu fehlerträchtig). Im RN-Wissen habe ich das dann auch schon rausgenommen.
Es hat aber auch nicht geschadet, wenn du sie fürs Kalibrieren auskommentiert hast: Das Kalibrieren funktioniert trotzdem.
22.07.2013, 09:58
inka

Hi Dirk,

Zitat:

Zitat von Dirk

klingt so, als wenn du inzwischen Land siehst.

Ja, dank Deiner hilfe...

Zitat:

Zitat von Dirk

Stimmt. Es gibt in der Lib nur die Lagebeschreibungen der Sensoren in den Funktionen headingHDMM01() für den HDMM01 und headingLSM303DLHC_M() für die MinIMU-9 v2. Ich werde die Lage noch in RN-Wissen übernehmen.

habe Dir zwei fotos geschickt, auch die kalibriervorrichtung, vielleicht kanns Du damit was anfangen...

Zitat:

Zitat von Dirk

Nein, das ist zuviel. Eine absolute Abweichung von 3-4° ist ok. Die kann man noch etwas durch die Declination (Mißweisung) verbessern.
Auf welchen Wert beziehst du dich? H oder C?

hab es mit änderungen an den kalibrierdaten auf ca. 2° runterbekommen...

edit: - die H und C werte sind bei mir identisch...

Zitat:

Zitat von Dirk

Damals hatte ich noch normalize-Funktionen, die man zum Kalibrieren weglassen mußte. Das hat sich jetzt geändert (weil zu fehlerträchtig). Im RN-Wissen habe ich das dann auch schon rausgenommen.
Es hat aber auch nicht geschadet, wenn du sie fürs Kalibrieren auskommentiert hast: Das Kalibrieren funktioniert trotzdem.

wie unterscheidet der RP6, bzw. die IO platine ob ich kalibrieren oder mormal messen will (ich denke hier z.b. an die demo_05)?
22.07.2013, 16:17
Dirk

Hi inka,

Zitat:

wie unterscheidet der RP6, bzw. die IO platine ob ich kalibrieren oder mormal messen will (ich denke hier z.b. an die demo_05)?

Gar nicht. Die angezeigten X/Y/Z-Werte sind immer die Rohwerte aus dem Sensor.
Die kalibrierten X/Y/Z-Werte werden in der Demo 05 nicht angezeigt.

Jetzt habe ich auch die Ausrichtung der minIMU-9 v2 und des HDMM01 auf dem RP6 im RN-Wissen-Artikel dargestellt: Klick!
22.07.2013, 16:43
inka

Hi Dirk,

Zitat:

Zitat von Dirk

Gar nicht. Die angezeigten X/Y/Z-Werte sind immer die Rohwerte aus dem Sensor.
Die kalibrierten X/Y/Z-Werte werden in der Demo 05 nicht angezeigt.

ich habe diesen code nun weitgehends aus der demo_05 rauskopiert:

Code:

void magnetometer(void) // LSM303DLHC magnetometer { mSleep(1000); task_I2CTWI(); readLSM303DLHC_M(); // Get sensor values task_I2CTWI(); setCursorPosLCD(0, 0); // line 1 writeStringLCD_P("X"); writeIntegerLCD(x_axism, DEC); writeStringLCD_P(" "); setCursorPosLCD(0, 5); // line 1 pos 6 writeStringLCD_P("Y"); writeIntegerLCD(y_axism, DEC); writeStringLCD_P(" "); setCursorPosLCD(0, 10); // line 1 pos 11 #ifndef GET_TEMP_M writeStringLCD_P(" Z"); writeIntegerLCD(z_axism, DEC); writeStringLCD_P(" "); #else temperature_imu = (double) temperaturem / 8.0 + OFFSET_TEMP_M; writeStringLCD_P("T"); writeDoubleLCD(temperature_imu, 5, 1); #endif normalizeLSM303DLHC_M(); // Normalize data headingm = headingLSM303DLHC_M(); // Calculate heading calculateDir(dir, headingm); setCursorPosLCD(1, 0); // line 2 writeStringLCD_P("H"); writeIntegerLengthLCD(headingm, DEC, 3); writeStringLCD_P(" "); writeStringLCD(dir); headingtc = headingLSM303DLHC_TC(); // Calculate TILT COMPENSATED calculateDir(dir, headingtc); // heading writeStringLCD_P(" C"); writeIntegerLengthLCD(headingtc, DEC, 3); writeStringLCD_P(" "); writeStringLCD(dir); writeStringLCD_P(" "); mSleep(1000); // clearLCD(); task_I2CTWI(); }

Fragen:

1) sind die werte, die hier auf dem LCD-display angezeigt werden nun die rohwerte oder die normalisierten werte?

2) da nach dem was oben steht das normalisieren in der "RP6Control_MultiIO_05.c" nicht mehr stattfindet, was bedeutet die zeile
--------------------------------------
#ifdef IMU_9D
// 9D-IMU test:
// L3GD20 gyroscope:
task_I2CTWI();
readL3GD20(); // Get sensor values
normalizeL3GD20();
----------------------------------
????

Zitat:

Zitat von Dirk

Jetzt habe ich auch die Ausrichtung der minIMU-9 v2 und des HDMM01 auf dem RP6 im RN-Wissen-Artikel dargestellt: Klick!

super...

was sagst Du zu meinem kalibrierwürfel?
22.07.2013, 18:14
Dirk

Hi inka,

Zitat:

1) sind die werte, die hier auf dem LCD-display angezeigt werden nun die rohwerte oder die normalisierten werte?

Die Rohwerte.
Wenn du etwas in die Lib reingucken willst: Die Variablen "x_axis?" sind die X-Rohwerte. Wenn das "?" gleich "g" ist (also x_axisg), sind das die Rohwerte des Gyro, bei "a" die des Accelerometers und bei "m" die des Magnetometers.
Das bleiben auch nach der Kalibrierung die Rohwerte.
Wenn du die kalibrierten X/Y/Z-Werte ansehen willst, dann sind das die Variablen xg, yg, zg (Gyro), xa, ya, za (Accelerometer), xm, ym, zm (Magnetometer). Diese Werte werden von der jeweiligen normalize-Funktion ausgespuckt.

Zitat:

2) da nach dem was oben steht das normalisieren in der "RP6Control_MultiIO_05.c" nicht mehr stattfindet, was bedeutet die zeile normalizeL3GD20();

Warum findet kein Normalisieren mehr statt? Für jeden der 3 minIMU-Sensorern gibt es doch eine Normalisierungsfunktion. Ohne diese Funktionen würden die Kalibrierungswerte nicht genutzt.

Zitat:

was sagst Du zu meinem kalibrierwürfel?

Genial. Da fällt das Kalibrieren leicht und man kann ja den Würfel auch nach dem Kalibrieren drinlassen, um die Anpassung an die RP6-Achsen zu machen.
Klasse. :)
22.07.2013, 19:57
inka

Hi Dirk,

Zitat:

Zitat von Dirk

Die Rohwerte.
Wenn du etwas in die Lib reingucken willst: Die Variablen "x_axis?" sind die X-Rohwerte. Wenn das "?" gleich "g" ist (also x_axisg), sind das die Rohwerte des Gyro, bei "a" die des Accelerometers und bei "m" die des Magnetometers.
Das bleiben auch nach der Kalibrierung die Rohwerte.
Wenn du die kalibrierten X/Y/Z-Werte ansehen willst, dann sind das die Variablen xg, yg, zg (Gyro), xa, ya, za (Accelerometer), xm, ym, zm (Magnetometer). Diese Werte werden von der jeweiligen normalize-Funktion ausgespuckt.

das heisst ich muss im prinzip beim kalibrieren beide variablen ausgeben/sehen: x_axism und xm. Die x_axis_m messe ich zunächst, verändere (kalibriere) sie durch eintragen von MAX_X_M (und MIN_X_M) und nach erneutem kompilieren kann ich das ergebnis in xm erst sehen?

Zitat:

Zitat von Dirk

Genial. Da fällt das Kalibrieren leicht und man kann ja den Würfel auch nach dem Kalibrieren drinlassen, um die Anpassung an die RP6-Achsen zu machen.
Klasse. :)

um auf Deine frage aus der mail einzugehen: der würfel ist aus PVC, kantenlänge 10mm. Die drei sich kreuzenden 3mm löcher hätten etwas näher an die gemeinsame ecke sein können, in einer der drei positionen beim kalibrieren war es zu der 6kantstange etwas eng...
22.07.2013, 20:12
Dirk

Hi inka,

Zitat:

das heisst ich muss im prinzip beim kalibrieren beide variablen ausgeben/sehen: x_axism und xm. Die x_axis_m messe ich zunächst, verändere (kalibriere) sie durch eintragen von MAX_X_M (und MIN_X_M) und nach erneutem kompilieren kann ich das ergebnis in xm erst sehen?

Exakt.
Nur eine kleine Ergänzung: Zum Kalibrieren brauchst du nur die Rohwerte. Nach dem Kalibrieren und Neukompilieren kann mit den kalibrierten Werten zuverlässig Pitch, Roll, Heading, TC-Heading berechnet werden.

Also:
Mit den X/Y/Z-Werten (roh oder kalibriert) kann man ja eigentlich wenig anfangen.
Beim Accelerometer errechnet man daraus Pitch und Roll,
beim Magnetometer die Richtung und aus beiden die neigungskompensierte Richtung.
Mehr wird da draus nicht.

Der einzige Sensor, bei dem man i.d.R. mit den X/Y/Z-Werten weiter rechnet, ist der Gyro.

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