01
术语解释问题
问
6轴,9轴,IMU,VRU和AHRS分别指的是什么?
6轴9轴的概念很好理解：说白了就是模块上装了哪些，多少传感器
6轴 : 三轴(XYZ)加速度计 + 三轴(XYZ)陀螺仪(也叫角速度传感器)
9轴 : 6轴 + 三轴(XYZ)磁场传感器
6轴模块可以构成VRU(垂直参考单元)和IMU(惯性测量单元)，9轴模块可以构成AHRS(航姿参考系统)
IMU: 惯性测量单元，可以输出加速度和角速度。并不输出姿态角等其他信息
VRU: IMU的基础上内置姿态解算算法，可以输出姿态信息。
静止状态下加速度计可以测得重力矢量并作为参考，所以静态下俯仰横滚角不会漂移而且精度比较高，然而由于航向角与重力垂直，没有绝对参考，水平方向上的航向角误差会随着时间慢慢变大，变的越来越不准 。
当模块运动时，加速度计测量的不仅仅只有重力，还有其他运动加速度(有害加速度)，所以模块运动中是不能用重力矢量作为参考修正俯仰横滚角的。一个简单的结论就是：如果模块长时间处于大机动状态，那么三个欧拉角误差都会随时间变大(越来越不准)，一旦静止，俯仰横滚角会被重新"拉"回到正确的位置，而航向角因为没有参考则不会得到校正。
下图是组合导航系统的一个基本的框图，它以加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计、GNSS等作为基本输入，利用融合算法输出用户所需要的姿态信息、位置信息以及速度信息。
02
数据输入输出/使用相关问题
问
2.1 模块输出乱码，数据不对
首先检查是USB-TTL(3.3V)还是USB-232接口， 这两个电平不可以通用，比如CH110-232接口，输出电平是±12V的232电平，是不可以用USB-串口TTL小板去接的。另外注意波特率要对。
问
2.2 波特率配置错误怎么办？
模块波特率只可能为：9600, 115200, 256000,460800,921600, 1000000. 输入任何其他的波特率都无效，如果忘记了之前的波特率，一个一个试下即可。
问
2.3 为什么没有四元数数据？
HI226/HI229默认不输出四元数数据，需要AT指令配置才能输出，详见手册。
03
模块测量与性能问题
问
3.1 模块可以测量(输出)哪些数据
本质上：IMU = 加速度计+角速度计(陀螺仪)，所以当然可以测量(输出)加速度和角速度(相当于模块上的传感器的直接输出)。另外模块上的处理单元还可以利用加速度和角速度 积分得到角度(欧拉角，或者叫姿态)和线速度，但是线速度一般不输出，因为加速度积分得到的线速度误差非常大而且随时间发散(一直运动的话，过个几分钟就会大到离谱，没有任何意义)。至于位移(速度继续进行积分)的误差就会更夸张了(积分一次，误差累加一次)。具体可看-模块可以积分计算速度和位置么? 另外，某些型号的模块还带有磁，气压等传感器，所以他们也可以输出这些传感器的测量值。
问
3. 2在测量姿态时，通过一个陀螺仪就足够了。为什么我们需要一个如此复杂的传感器去完成？
陀螺仪在短时间内测量姿态是非常好的，方向是通过陀螺仪积分角速度计算出来的。如只用陀螺仪测量结果不完美，它包含了一定的误差，这个误差是由于陀螺仪输出不完美造成的，为了消除这个误差，我们从陀螺仪中增加加速计和磁力计传感器来稳定读数。
问
3.3 模块水平静止放置，加速度和陀螺输出多少？
模块水平静止放置时，加速度三轴输出为[0,0,1G](G=当地重力加速度)。角速度三轴输出为[0,0,0](不考虑地球自转影响)。
问
3.4 模块可以积分计算速度和位置么?
理论可以，实际不行(没有意义)。如果没有其他方式纠正偏差(比如GPS)，那么位置会很快发散，比如HI226模块，加速度积分得速度，速度积分得位置。这样二次积分下来，就算是静止条件下，1min也会飘几十米。高速运动/机动飘出1KM也是有可能的。真正纯惯导解算得到稳定的位姿应用的都是高端IMU(光纤，激光陀螺等)一般都价值不菲。
下面这个视频直观的展示了消费级IMU纯积分的位置飘移现象:
问
3.5 模块会受电机等强磁干扰么?
6轴一点都不会，9轴肯定会，而且非常大。所以9轴模式一般不适用于机器人等周围有磁性物质的场合。
问
3.6 解释一下航向角飘移现象?
6轴模块航向角飘移是必然的，只是程度的高低不同而已，器件决定性能，算法不是万能。由于航向角没有绝对的参考标准，只能靠陀螺角速度积分获得，积分必然带来积分误差，所以随着时间的推移，必然会造成航向角越来越不准。
需要注意的是所有姿态模块都需要上电静止1s左右以获得陀螺零偏，否则航向角飘移会更严重，详见产品手册描述。
9轴模块需要配置为9轴模式，并且地磁经过校准，并且无地磁空间畸变干扰的环境下才能输出稳定无飘移的航向角，室内环境下：办公桌周围，厂房，实验室，仪器设备旁的区域空间磁场畸变非常严重，9轴模式下航向角指北精度一般都比较差，初次使用可以到户外先测试模块性能，在拿回室内比较。
问
3.7 没有转台等专业设备，如何简单快速的定性评估动态精度?
(这里是定性分析，无法给出定量结果): 一个简单的定性分析方法：将模块水平放置，稳定后拿起模块进行随机机动运动(慢慢动，不要太剧烈，不要超出陀螺量程)，运动一定时间(2-5min)后回到水平位置，这时候会发现俯仰横滚角有一个"回正"过程。这是由于运动中加速度计测量的不再只有重力矢量，所以无法提供俯仰横滚角的绝对参考，只能靠陀螺积分来递推姿态，随着时间流逝，纯陀螺积分姿态必然会有误差。重新水平放置后，模块处于静止状态，加速度计测量的又只有重力矢量，所以又可以继续为俯仰横滚角提供绝对参考，所以才有"回正"过程。所以，从"回正"的大小幅度(而不是快慢)上就可以简单定性的比较这块产品的陀螺性能。回正幅度越大说明陀螺在运动过程中累计的误差越大。
另外，这个"回正"的过程如果只是通过看俯仰横滚数值是很难用肉眼看出来的，必须借助上位机使用曲线或者可视化仪表盘观察。
问
3.8 方向四元数和欧拉角有什么不同？
欧拉角受所谓的万向节锁影响。万向节锁是在三维空间中失去一个自由度，它发生在两个坐标轴三个平衡环驱动到一个平行配置，“锁”系统旋转在一个退化的二维空间中，这个问题在使用方向四元数时不会发生。因此我们推荐使用四元数在所有需要跟踪的复杂旋转任务中。在简单的倾斜角测量中欧拉角就足够了。
问
3.9 陀螺对振动敏感么？
非常敏感，理论上来讲陀螺对加速度应该是不敏感的(一个测量角速度，一个测量加速度)，但实际上MEMS器件并非如此(完美)。陀螺对加速度(振动)也是敏感的，并且叫做，"重力敏感度或G敏感性"。这些指标实际上比零偏稳定性还要重要的多，对于振动场合，低成本IMU的表现相较于光纤陀螺和高端MEMS要差的多(其他指标相同的情况下），实际上光纤陀螺因为测量原理不同，压根没有这个振动敏感性指标)。下面这种IMU安装方式就是一种绝对错误的安装方式：IMU周围有振动源(风扇)，这会极大的影响IMU的输出数据的精度。
04
行业观点与看法
?
RTK+惯导+里程计能解决全场景全天候定位问题么？
其实在低速车惯导误差和可靠性是很差的(目前大部分惯导用于高速，高精度很贵用于武器，潜艇等)。且惯导有累计误差，轮子里程计也收到路面打滑或者颠簸影响。全场景全天候厘米定位不是个简单的事情，众多公司都在攻克难题，解决这个问题毫不夸张的说不亚于无人驾驶。
RTK在树荫下和高楼下信号遮挡或者多路径效应使定位偏移。所以大家才折腾搞摄像头或激光雷达建图或者用高精度地图。通过周围环境特性来匹配定位。如果全场景全天候定位问题解决，无人驾驶就可以变得像有轨电车安全可靠，也更容易制定规则了。
END
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