模块介绍

WHEELTEC N100 模块 是一个全新的，微型，高性能，经过严格 出厂校准的 IMU 核心。

其特点是具有一个强大的 Sigma-Point 卡尔曼滤波器 (SPKF)，以及一套高性能算法，高达 1000Hz 的传感器采样频率和圆锥和划船运 动补偿，有较强的抗磁干扰能力。

其实物如下图：
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输出：

  • 载体航姿
  • 位置
  • 速度
  • 传感器原始数据
  • 系统状态等信息

具有固定 频率输出和问询输出两种模式，默认使用固定频率输出。

N100 惯导模块为航姿参考系统 AHRS，其核心算法原理简图如下：

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WHEELTEC N100 参数

WHEELTEC N100 惯导适用于移动机器人、无人机以及割草机等产品中

它包含：

  • 三轴陀螺仪
  • 三轴加速度计
  • 三轴磁力计
  • 温度计

属于九轴姿态传感器系列。WHEELTEC N100 参数如下图所示

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WIN驱动安装

Windows 系统识别 WHEELTEC N100 惯导模块需要先安装驱动。

WHEELTEC N100 需要安装 CP2102 驱动

从网上下载一个 CP2102usb 驱动
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我的电脑是 64位的，所以选择 红框的 应用程序
按照提示点击下一步即可完成安装
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驱动安装完成之后，如果电脑接入了 WHEELTEC N100 模块，可以在设备管理 器中找到串口。

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在Linux中一般不需要安装CP2102 的驱动。
接入usb后可通过

ls /dev/tty

来看下有没有挂着USB设备 来判断 驱动是否正常
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连接上位机

将 WHEELTEC N 系列惯导通过 TYPE-C 转 USB 接至电脑后，打开其上位机软件

点击左上角的[Commuication]，选择[Add Link]添加设备，在弹出来的弹窗 中选择对应的串口以及波特率，波特率默认为 921600。
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右下窗口 提示 对应串口连接，表示连接成功
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可以选择 3D model 功能，直观体验一下，姿态效果。 画面中心会出现一个 飞机，转动模块后，飞机会跟随转动

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也可通过pilot模块查看姿态
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点击左上角的[Data]可以读取 WHEELTEC N100 模块的数据，选 择 FDI Diagnostic Telemetry 界面，可以使用 Value Grid 显示数据格，也可使用 Value chart 显示数据图表，这里使用 Value chart 进行演示。在左下角选择数据包， 左上角选择网格中要显示的数据，点击[Start Telemetry]开始查看数据变化

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电路设计

使用 3.3V LDO 耐压电源供电，设计滤波电路保证良好的电源质量，所有对 外接口请尽量设计 ESD 防护，以免设备损坏。

模组上有磁力计传感器，用户使用时应注意远离大功率，强磁干扰源(如大 电机)。MEMS 器件精度会受到温度剧烈变化影响，请远离大发热源。

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修改波特率

使用的的硬件平台如果不支持模块默认的 921600 波特率，需要将 其降低为 115200 波特率

方法如下：

连接上位机后， 在 Config 界面将 COMM1(UART)BAUD 从 921600 调整为 115200，然后点击 Save to FDI->Save to Permanent 进行保存写入，最后 点击 Restart 按钮重启，选择 115200 波特率重新连接上位机

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降低波特率之前需要先降低输出频率

修改数据包发布频率

修改 AHRS 数据包的频率为 10Hz ，方法如下：

修改 AHRS 数据包的频率在 config 界面里，截取的一部分如下图所 示, 只要将 MSG_AHRS 的频率修改为 10Hz 即可，同时记得点击 Save to FDI->Save to Permanent 进行保存写入

数据包发布的最大频率为 400HZ。
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模块调平校准

在使用惯导模块时，可能会出现输出数据有偏差的状况，比 如遇到输出的俯仰角和横滚角不为零的问题，说明模块与安装平面存在安装误差 角，需要对系统进行调平操作。将模块连接至上位机，在 config 界面进行操作。
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IMU Tare：该功能右侧有一个箭头，点击该箭头将显示如下图所示界面

  • Level：坐标系转换功能按钮。
    将模块静止放置，点击该按钮后上位机将自动计算出该安装误差角的大小， 通过模块内置的旋转矩阵算法将模块坐标系转换到安装平面坐标系。点击完该按 钮后需要点击 Write Flash 按钮进行参数保存。

  • Acc Tare：加表调平按钮。
    模块静止时加速度计输出的模长理论上为 1g（约 9.8m/s^2),如果加速度计输 出的真实模长与 1g 相差较大，则可以通过该按钮对加速度计零偏进行重新修正， 使其回到 1g 附近。注意点击该按钮前模块必须处于水平静止状态，点击完该按 钮后需要点击 Write Flash 按钮进行参数保存。

  • Gyro Tare：陀螺仪调平按钮。 该按钮的功能是重新计算陀螺仪静态零偏，从而使减去零偏之后的陀螺仪三 轴角速度回到零附近。该按钮必须在模块静止时操作，否则计算出来的零偏有误， 从而导致姿态漂移。如果用户在静止时发现姿态角在漂移，一般是陀螺仪静态零 偏计算有误，建议点击该按钮进行重新校准，点击完该按钮后需要点击 Write Flash 按钮进行参数保存。

  • Level + Gyro(Default)：该按钮的作用等同于点击一次 Level 按钮再点击一 次 Gyro 按钮

当完成调平修正后，上位机的右下角日志输出如下:
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