カテゴリー: センサークラウド

9軸センサーICM-42688 + MMC5983MA vs. ICM-20948

概要

ICM-20948はInvensense社の6軸IMUと、AKM社の3軸地磁気センサAK09916を組み合わせた9軸センサと知られている。ICM-20948の後継機種はICM-42688(ICM-42688-V、ICM-42688-P含む)で、但しICM-42688に3軸地磁気センサが実装されておらず、MEMSIC社のAMR方式3軸地磁気センサMMC5983MAを補足して、つまりICM-42688とMMC5983MAを組み合わせた9軸センサと、旧型機種ICM-20948の公開規格の比較を行ってみた。「未公表」とは、センサICメーカがデータ未公表ということを意味する。

測定レンジ

ItemICM-20948ICM-42688AK09916MMC5983
加速度±16g±16g--
角速度±2000dps±2000dps--
磁束密度--±4900µT
ホール方式		±800µT
AMR方式

※参考データ： 地磁気の強さは約50uTである。

分解能

ItemICM-20948ICM-42688AK09916MMC5983
加速度16-bits18-bits--
角速度16-bits19-bits--
磁束密度--16-bits18-bits

※ICM-42688、MMC5983MAの分解能・感度は優れるとされる。

ノイズレベル

ItemICM-20948ICM-42688AK09916MMC5983
加速度230µg/√Hz
@10Hz		 70µg/√Hz
@10Hz		--
角速度15mdps/√Hz
@10Hz		 2.8mdps/√Hz
@10Hz		--
磁束密度--8mG0.4-1.2mG
total RMS

※ICM-42688、MMC5983MAのノイズレベルは低減とされる。

MAX出力レート

ItemICM-20948ICM-42688AK09916MMC5983
加速度225Hz
FIFO
MAX		1000Hz
FIFO
MAX		--
角速度225Hz
FIFO
MAX		1000Hz
FIFO
MAX		--
磁束密度--70Hz
MAX		1000Hz
MAX

※ICM-42688、MMC5983MAのMAX出力レートは優れるとされる。

確度・精度

ItemICM-20948ICM-42688AK09916MMC5983
確度未公表YAW Error
<±1°
Dynamic		未公表未公表
精度未公表未公表未公表YAW
±0.5º
@BW=00
±1.0º
@BW=11

※ICM-42688の確度、MMC5983MAの精度は優れるとされる。

製品化について

以上公表データおよび、当社の実験データに基づいて、ICM-42688とMMC5983MAとのコンビネーションを製品化した。詳細スペックについては、以下関連記事をご参照ください。

参考資料

・ICM-42688-V データシート
・MMC5983MA データシート
・ICM-20948 データシート

関連記事

9軸センサーICM-42688+MMC5983 6軸&9軸回転ベクトル&3軸オイラー角 MAX1000Hz同時出力 ROS/ROS2対応 USB接続

あとがき

今回開示したスペックデータは、センサメーカの開示資料からの摘要である。

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9軸センサーICM-42688+MMC5983 6軸&9軸回転ベクトル&3軸オイラー角 MAX1000Hz同時出力 ROS/ROS2対応 USB接続

はじめに

令和3年度発売の旧型機種のhayate_imu v2は多くの企業、学校法人のユーザー様にご利用いただいたことに、厚く御礼申し上げます。ありがとうございます。旧機種はv2.4までとリリースさせていただいておりますが、いまユーザー様のお手元にある旧バージョン製品のファームバージョンアップは、ユーザー様のもとで実施可能なので、詳細については、別途順次ご案内申し上げます。昨今の半導体ショックにより供給不足、価格高騰などの影響を受ける中、後継機種の開発を続けてきた結果、令和5年4月下旬より、9軸IMU/AHRS haya_imu v3.2の発売をお知らせさせていただきます。

製品紹介

Cortex-M4 (クロック周波数120MHz)、新型6軸IMUのICM-42688(ICM-42688-Pまたは、ICM-42688-V)、高精度3軸AMR方式地磁気センサMMC5983MAの実装により、通常出力モード、デモストレーションモード、キャリブレーションモード（初期バイアス測定）、6軸フュージョン回転ベクトルクォータニオン、9軸フュージョン回転ベクトルクォータニオン、3軸オイラー角の同時出力は最大1000Hzまで可能となります。ROS／ROS2とも対応しており、ドライバーはGithubよりダウンロードして製品とセットでご利用いただけます。

主な仕様

・型番　haya_imu v3.x
・内蔵チップ　Microchip Cortex-M4(120MHz)、ICM-42688-VまたはICM-42688-P、MMC5983MA実装
・外部接続　USB2.0+ Type-C、USB+5V給電
・最大出力レート
　　-　6軸/9軸フュージョン回転ベクトル四元数　1000Hz
　　-　3軸オイラー角　　1000Hz
　　-　3軸加速度(アクセル)データ　　1000Hz
　　-　3軸角速度(ジャイロ)データ　　1000Hz
　　-　IMU内部温度データ　　　　　　1000Hz
　　-　3軸地磁気(コンパス)データ　　500Hz

・測定レンジ
　　-　加速度(アクセル)センサ　　±8g
　　-　角速度(ジャイロ)センサ　　±2000dps
　　-　地磁気(コンパス)センサ　　±800µT

・バイアス測定補正　初期バイアス測定、動作時即時測定、内蔵補正機能あり
・消費電力　150mW以下(環境温度21℃ 実測値)
・寸法　38.0mm × 39.0mm × 4.8mm(突起物含む)
・取付穴　M3x4、隣り合う穴の中心間距離32.0mm

主な特長

・サービスモード　通常出力モード、デモンストレーションモード、キャリブレーションモード
・結果出力　6軸フュージョン回転クォータニオン、9軸フュージョン回転クォータニオン、3軸オイラー角1KHzまで同時出力、結果出力レートに関わらずIMU/地磁気センサのデータサンプリング周波数、フュージョン周波数は常に1000Hz/500Hzに設定済み
・初期バイアス測定　使用環境変化あった際に利用可能なキャリブレーションモードで最短数分程度で初期バイアス測定完了、MCUフラッシュに自動的に保存して、動作時に読み込んで即時バイアス測定＆補正あり
・地磁気センサ温度補償　地磁気センサは、計測時間1msにわたるセットリセット計測(温度補償機能)使用済み
・磁気外乱による干渉　受けにくいことが当社実験(磁束密度約2G)にて確認済み
・ROS/ROS2対応　本体にはROS/ROS2ライブラリを実装せず、対向装置にドライバーインストールにより実現

詳細情報

【製品名称】haya_imu v3.x
【開発会社】ROBOT翔（株式会社翔雲）
【発売時期】令和5年4月下旬頃
【商品情報】9軸センサー6軸&9軸回転ベクトル 3軸オイラー角 MAX1000Hz同時出力 ROS/ROS2対応 USB接続 | ROBOT翔

参考情報

エンコーダ付きDCモータPID制御の実験-haya_imu応用例

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9軸IMUセンサ 6軸／9軸フュージョン 低遅延 USB出力 補正済み ROS対応

V2.5 NEW主な変更点

【V2.4】令和5年3月にリリース済み
較正モードの追加により、ジャイロスコープ、加速度センサ、地磁気センサの初期バイアスは出荷時の測定のみならず、ユーザー様のもとでも測定することはできる。 ※ ユーザー様のお手元にある旧バージョン製品のファームウェアのバージョンアップは、ユーザー様のもとで実施可能なので、詳細については、別途順次ご案内する。

【V2.5】令和5年12月にリリース済み
TDK Smart Motion DMPコードリビジョンに伴うファームウェアのアップデート、ROSパッケージ更新なし。
※ ユーザー様のお手元にある旧バージョン製品のファームウェアのバージョンアップは、ユーザー様のもとで実施可能なので、令和5年12月末までご案内済み。

はじめに

9軸IMU(型番hayate_imu)は、コロナ禍の中で開発した新商品、令和3年3月まで開発～製造、令和3年4月上旬の出荷と予定して、皆さんの学術研究にお役に立てるようと願って、どうぞご検討ご利用のほど宜しくお願い申し上げます。

製品紹介

9軸センサhayate imu、低消費電力プロセッサーCortexM0+、TDK MPU-9250後継機種である、1.71V低電圧で動作可能なICM-20948使用、6軸／9軸融合クォータニオン(四元数)はFPGA on chip(DMP3)から低遅延出力、別途ソフトでフュージョン必要なし、最大出力レート225Hz、同時に加速度(アクセル)3軸データ225Hz、角速度(ジャイロ)3軸データ225Hz、地磁気(コンパス)3軸データ70Hzまで出力可能、補正済み、ROS対応。ロボット、ドローンなど低遅延が必要とされる科学研究、電子機械の検証試作ヘの活用が期待される。

主な仕様

・ 型番　hayate_imu rev.C 6軸フュージョン or ver.B 9軸フュージョン切替可能
・ 内蔵チップ　Cortex-M0+、TDK Invensense ICM-20948(9軸)実装 ※1
・ 外部接続　USB Type-Cコネクタ、USB +5V給電 ※2 ※3
・ 最大出力レート ※4
　　-　6軸フュージョン or 9軸フュージョン回転ベクトル四元数　225Hz
　　-　加速度(アクセル)3軸センサ　　225Hz
　　-　角速度(ジャイロ)3軸センサ　　225Hz
　　-　地磁気(コンパス)3軸センサ　　70Hz

・ 測定レンジ
　　-　加速度(アクセル)センサ　　±16g
　　-　角速度(ジャイロ)センサ　　±2000dps
　　-　地磁気(コンパス)センサ　　±4900µT

・ 消費電力　50mW以下(環境温度21℃の実測値)
・ 寸法　30mm × 31.4mm × 4.8mm(突起物含む)
・ 重量　4g以下
・ 取付穴　M3x4、隣り合う穴の中心間距離24.4mm

※1 内蔵Cortex-M0+とICM-20948間インターフェースはSPI(4Mbps)使用、加速度センサ(消耗)、角速度センサ(温度、ドリフト)、地磁気センサ(磁気変動)にダイナミック補正。
※2 USB対向装置OS環境 Ubuntu 16.04以降推奨。
※3 USB対向装置ROS環境 Kinetic以降推奨。
※4 最大出力レートはhayate imuの実力値、IMU対向装置(USB接続先)での実効値はその装置のリソース(CPUクロック周波数、メモリ容量・スピード)に関わる。

デモ情報

・hayate_imu ROSパッケージ | Githubリポジトリ

・9軸IMUセンサ ICM-20948内蔵 6軸／9軸シュージョン 出力レート225Hz 低遅延 USB出力 ROS対応 | YouTube

9dof_hayate_imu_youtube
9dof_hayate_imu_youtube

販売情報

【製品名称】hayate_imu rev.C 6軸フュージョン or ver.B 9軸フュージョン
【開発会社】ROBOT翔（株式会社翔雲）
【発売時期】令和3年4月上旬頃
【取扱店舗】9軸IMUセンサ 6軸／9軸フュージョン 低遅延 USB出力 補正済み ROS対応 | ROBOT翔

後継機種

9軸センサーICM-42688+MMC5983 6軸&9軸回転ベクトル&3軸オイラー角 MAX1000Hz同時出力 ROS/ROS2対応 USB接続

参考資料

Migrating from MPU-9250 to ICM-20948-InvenSense
http://wiki.ros.org/ja/9dof_hayate_imu

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エンコーダ付きDCモータPID制御の実験-hayte_imu応用例
9軸IMUセンサ ICM-20948をロボットに組み込もう
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屋内3D地図で可視化、空間情報をスマート管理

インドアマップが活躍の時代に

オフィスビル、デパート、工場など建物の内部は構造が複雑で、通常の2D地図では各場所の違いを十分に表現できない課題がある。地理情報システムとビッグデータ技術の進歩により、3D地図が室内外の空間情報の可視化技術で設備管理のスマート化やIoTのソリューションを提供することで、この課題を解決する日が近づいている。商業施設、産業IoTの他、交通監視、観光、旅行、セキュリティ、消防、会議、展示、娯楽、公共サービス等の分野で活躍する時代が訪れる。

屋内3D地図が活躍の時代に
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プロダクト・サービス

お客様に対して地図可視化プラットフォームを提供して、クラウド上で各シーンに対応した情報システムを構築する。弊社とFengMap社と連携して、屋内外の3Dマップの作成サービスを提供する。また、開発者向けには専用のエンジンを提供してより簡単に各OS環境に対応したマップアプリの開発ができるようになる。

プロダクト・サービス
プロダクト・サービス

商業施設へ展開の例

商業施設では、CADデータによって室内のデータモデルを構築して各店舗の経営内容を組み込むことで空間データモデルを形成する。それにより、ショッピング案内、店舗管理、経営状況などの情報を共有し、可視化できる。スマート現場クラウド監視プラットフォームを提供する。

スマート現場クラウド監視プラットフォーム
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産業IoTへ展開の例

産業用として、Fengmapは可視化技術をIoTと融合し、設備の位置確認機能構内の設備、車両、人員の所在地と状態を把握して作業のモニタリング、消費エネルギー量の管理、データ統計などを行うことができる。スマート工場可視化管理システムを提案する。

スマート工場可視化管理システム
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フェングマップ社について

Beijing FengMap Technology Co.LTDは、2013年に設立された、北京に拠点を置く技術会社です。同社は、屋内および屋外の空間情報の可視化研究と開発に焦点を当て、地図データの作成、地図の編集、 ストレージ、マップ統合ソフトウェアアプリケーション開発。 空間情報の可視化技術に基づいて、資産管理、人事管理、施設および環境の監視、リモート制御、データ分析を含むさまざまな管理ソフトウェアシステムを多くの顧客に提供しました。創業以来、同社は商業用不動産、工業用IoT、工業団地から、家庭および幅広い公共サービスまで、多くの顧客を獲得した。500社、8000案件を開発した実績をもつという。
英文サイト→ https://www.fengmap.com/en/

日本総代理店

フェングマップ3Dマッピング作成サービスおよびSDK販売。
株式会社翔雲　令和２年３月１日から新住所↓
〒260-0026 千葉市中央区千葉みなと2-2-1502
代表取締役　柳建雄 電話 050-3598-8286
会社サイト https://soarcloud.com
技術情報サイト https://memo.soarcloud.com
販売サイト https://store.soarcloud.com

令和2年4月～5月特別キャンペーンお知らせ

上記時間限定、利益なし特別価格で３D地図作成サービスをご利用いただけます。どうぞお気軽にお問合せされるよう宜しくお願い申し上げます。

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ROS launchの自動起動について

ロボットが立ち上がった際、自動的にコマンドの待ち受け状態に入り、launchファイルのロード、開始、停止、再開、アウトなどのコマンドを受け付けて、指定されたlaunchファイルを実行することが可能な仕組みを作る必要があった。

#!/usr/bin/env python
import roslaunch
import os
import rospy
class Ros_Launch(object):
    def __init__(self, ):
        self.launchfile = ""
        self.reinitialize()
    def __del__(self,):
        self.exit()
    def load_file(self, launch_file):
        if self.is_alive():
            raise RuntimeError("you need to stop before you load another launch file")
            return False  
        self.launchfile = os.path.abspath(os.path.expanduser(launch_file))
        self.launch.parent.config = roslaunch.config.load_config_default([self.launchfile], None)
        return True
    def start(self, ):
        local_machine = roslaunch.core.local_machine()
        for n in self.launch.parent.config.nodes:
            n.machine = local_machine
        self.launch.start()
    def is_alive(self, ):
        if self.launch.parent.pm is not None and self.launch.parent.pm.is_alive() and len(self.launch.parent.pm.get_active_names())>0:
            return True
        return False
    def current_file(self, ):
        return self.launchfile
    def reinitialize(self, ):
        self.launch = roslaunch.scriptapi.ROSLaunch()
    def resume(self, launch_file):
        self.launch.stop()
        self.reinitialize()
        self.load_file(launch_file)
    def stop(self, ):
        self.launch.stop()
        self.reinitialize()
        #self.load_file(self.launchfile)
    def exit(self, ):
        self.launch.stop()

以上

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