6轴传感器模组FSP200校准和测试介绍
研发应用测试流程举例
为了让扫地机器人导航达成最佳性能效果,我们模块除了在工厂进行传感器本身的尺度误差校准外,在实际应用研发初期我们还需要做大量减少误差的测试工作:通过适当实施推荐的操作以最大限度地减少误差来源,可以改善航向误差估计。
航向误差估计值会因为时间长短的不同造成变化,短期内因为陀螺仪尺度(或灵敏度)误差、而长期则因为陀螺仪偏移量(ZRO﹐ 零速率偏移量)。它可以从以下计算得知:
航向误差估计值 = 尺度误差 x 未消除旋转 + 零速率偏移量 x 时间
FSP200 提供三种接口:
UART-RVC(PS0=0,PS1=1 如图4)
UART-SHTP(PS0=1,PS1=0)
UART-RVC –DEBUG (PS0=0, PS1=0)
硬件设计的时候最好兼容这三种接口模式,方便切换测试。
图4
扫地机量产使用UART-RVC模式,测试模块性能的方式有互动软件测试和非互动测试。如下介绍改善ZRO的两种测试流程:
1)HOST 不采用互动软件测试流程如下:
1: FSP200 RVC模式在测试架上面完成校准后,接串口到PC,使用motionStudio2 打开查看RVC 数据,不过这个数据一直在变化,所以最好是通过一般的串口工具来记录最开始和转180度后转回0度(共计360度)的这个终点的值,然后打开LOG把两个十六进制的数据RAW的值取出来 除以180度,得到百分比小于25%则满足要求,越小越好。
(最后的数据 - 最开始的数据一般复位后都是0)/180 < 25%,就是校准比较好的模块。
2:挑出目测模块误差最小的模块5到10片,放置扫地机上,打胶固定,RVC模式上电,同时扫地机充电半小时,充电完成后,复位模块,保存模块自学习当前温度模式。如果一个模块充电后不关电,可以不用复位直接在扫地机上跑。进行下一步测试。
3:把扫地机搬到场地,标记开始位置,模块上电等待2秒,同时模块连接电脑,使用motionStudio2打开查看RVC 实时数据,让扫地机开始走工字线20分钟后停止,搬回开始记录位置,查看RAW角度,计算20分钟平均误差。然后复位模块,保存刚才20分钟模块学习的数据。如图5:
图 5
4:把学习后的模块的PS1,PS0改成SHTP模式,连接电脑,Run “sh2_ftdi_logger.exe test.dsf --raw --calibrated --uncalibrated --mode=all” ? ,把DSF文件取出来分析查看DCD实际测试模块误差情况。
5:把模块编号,记录误差,把模块改成RVC模式,误差越小说明模块性能越好,挑出性能好的模块进入扫地机清扫测试阶段,再进行模块一致性测试,高低温测试,判断模块整体效果,随温度变化动态校准效果。
2)HOST 采用互动软件测试流程如下:
1: 拿到工厂校准后的模块后,研发开始需要把FSP200设置为RVC_Debug PS0=0,PS1=0模式。
通过PC软件ftdi_binary_logger_RVC_Debug,连接模块串口获取扫地机静止2到3分钟的LOG.BIN数据,扫地机软件需要设置原地静止只开启最大的风机和滚刷动作,分析LOG.BIN数据是为了判断后续HOST端软件设置多少时间来执行动态校准命令。
2:Host向FSP200发出的设备预期运动的通知有四种: 0是传感器集线器假定的初始状态,1 是静止无振动,2 是静止风机滚刷振动, 3是正常清扫。每切换一种状态将对应的状态命令发给FSP200,并且读取FSP200的反馈信息来判断是否执行动态校准指令。软件设置好以后,将FSP200模块飞线(VCC,GND,RX,TX)出来接PC串口,需要注意的是模块需要装入机内固定,打开电脑开启ftdi_binary_logger_RVC_Debug软件获取扫地机从开始到清扫区域结束的实施运动数据,自动保存为LOG.BIN文件,通过LOG.BIN文件来分析HOST端的互动软件设置是否正确。
3:如果互动软件设置正确后,把FSP200 RVC-DEBUG模式切换为RVC PS0=0,PS1=1模式,进行多台机器清扫测试,记录机器运行1个小时位置角度误差,误差越小说明模块性能越好,再进行模块一致性测试,高低温测试,判断模块整体效果,随温度变化动态校准效果。
文章来源:润欣科技Fortune微信公众号
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