BNO055メモ
BOSCH社のIMU(慣性計測ユニット)。比較的安価。
3軸加速度計(14bit)、3軸ジャイロスコープ(16ビット)、3軸地磁気センサとマイクロコントローラ搭載で、各種センサの値から計算したデータを、様々なモードで出力が可能。
データシート
パワーモード
ノーマル、ローパワー、サスペンドモードがある。デフォルトはノーマルモード。
一定期間（デフォルトで５秒）データに変化がないとローパワーモードに移行する。
ローパワーモードでは加速度のみを監視し、加速度に変化があるとノーマルモードに移行する。
動作モード
| 動作モード | Accel | Mag | Gyro | ヒュージョン(相対) | ヒュージョン(絶対) |
|---|---|---|---|---|---|
| ACCONLY | ✓ | ||||
| MAGONLY | ✓ | ||||
| GYROONLY | ✓ | ||||
| ACCMAG | ✓ | ✓ | |||
| ACCGYRO | ✓ | ✓ | |||
| MAGGYRO | ✓ | ✓ | |||
| AMG | ✓ | ✓ | ✓ | ||
| IMU | ✓ | ✓ | ✓ | ||
| COMPASS | ✓ | ✓ | ✓ | ||
| M4G | ✓ | ✓ | ✓ | ||
| NDOF_FMC_OFF | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | |
| NDOF | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
ヒュージョンモード
フュージョンモードは、各センサーから空間内でのデバイスの向きを計算、推測する。
相対的な向きと絶対的な向きの２つがあり、絶対的な向きは磁北方向を基準とする。
相対的な向きでは、センサーの初期配置を基準とする。
フュージョンモードでは、センサーのヘディングをクォータニオンデータまたはオイラー角（ロール、ピッチ、ヨー角）で返す。
加速度センサは、重力と装置自体の動きに反応するが、フュージョンモードでは、2つの加速度源を計算で分離し、それぞれを別のベクトルとして出力する。
NDOFモード
9自由度のフュージョンモードで、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計からの総合的に計算された絶対的な向きデータが出力される。
このモード中では磁力計のキャリブレーションが行われる。
消費電流は、NDOF_FMC_OFFフュージョンモードと比較してわずかに高い。
出力は100Hz
出力値の単位選択
| データ種 | 単位 |
|---|---|
| 加速度、重力 | $m/s^2$ , mg |
| 磁力 | Micro Tesla |
| 角速度 | Dps,Rps |
| オイラー角 | Degrees,Rasians |
| クオータニオン | |
| 温度 | ℃,℉ |
出力データ
Acceleration
非フュージョンモード：各軸X/Y/Zの未補正の加速度データ
フュージョンモード：各軸ごとにオフセット補正された加速度データ
Magnetic Field Strength
非フュージョンモード：各軸X/Y/Zの未補正の磁場強度データ
フュージョンモード：各軸ごとにオフセット補正された磁場強度データ
Angular Velocity
非フュージョンモードでは、各軸X/Y/Zの未補正の角速度（ヨーレート）データ
フュージョンモードでは、各軸ごとにオフセット補正された角速度（ヨーレート）データ
Orientation (オイラー角/クオータニオン)
フュージョンモードのみ、各DOFヘディング/ロール/ピッチについて、オフセットおよび傾斜補正された向きデータをオイラー角、またはクオータニオン形式で出力
Linear Acceleration
フュージョン動作モードでのみ、補正、重力加速度の影響を取り除いた各軸x/y/zの線形加速度データを出力します。
Gravity Vector
フュージョン動作モードでのみ、各軸x/y/zの重力ベクトルデータを出力
Temperature
温度データを出力
キャリブレーション
センサーフュージョンソフトウェアは、オフセットを除去するために3つのセンサー（加速度計、ジャイロスコープ、磁力計）すべてのキャリブレーションアルゴリズムをバックグラウンドで実行しますが、この自動キャリブレーションを実行するためには、いくつかの予備的な手順を確保する必要があります。
加速度計とジャイロスコープは外部からの擾乱の影響を受けにくいため、オフセットは無視できます。一方、磁力計は外部磁場の影響を受けやすいため、適切なヘディング精度を確保するには、以下に説明するキャリブレーション手順を実行する必要があります。
選択されたセンサーに応じて、デバイスの適切なキャリブレーションのために、すべての「パワーオンリセット」後に次の簡単な手順を実行する必要があります。
加速度計のキャリブレーション
デバイスを数秒間、6つの異なる安定した位置に置く。
位置の変更はゆっくりと動かすようにする。
6つの安定した位置は任意の方向でよいが、装置が少なくとも1回はX,Y,Z軸に垂直になるようにする。
CALIB_STATレジスタで、加速度計のキャリブレーション状態を確認できる。
ジャイロスコープのキャリブレーション
デバイスを数秒間、単一の安定した位置に置く。
CALIB_STATレジスタで、ジャイロスコープのキャリブレーション状態を確認できる。
磁力計のキャリブレーション
磁力計はHard-iron歪みとSoft-iron歪みの両方の影響を受けるが、多くの場合、Hard-ironの影響が原因。
装置全体をランダムな動き（たとえば、空中に数字の「8」を書くなど）をいくつか行うことでHard-ironに対するキャリブレーションを行う。
CALIB_STATレジスタによりキャリブレーション状態を確認できる。