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對于海外的消費(fèi)者來說，家庭割草服務(wù)一直是一個(gè)難題。無人自動(dòng)割草機(jī)很好的解決了這個(gè)痛點(diǎn)。但是無人割草機(jī)在工作時(shí)由于信號(hào)丟失造成的路徑混亂一直困擾著生產(chǎn)商們。那么愛普生的陀螺儀產(chǎn)品是如何解決這個(gè)痛點(diǎn)的呢？
無人割草機(jī)概念圖
目前中國割草機(jī)制造商大多在采用厘米級(jí)GPS/北斗開發(fā)新的規(guī)劃式割草機(jī)器人，厘米級(jí)GPS/北斗由于不需要大量布設(shè)信號(hào)設(shè)備以及精度足夠高等優(yōu)勢，非常適合于 家用割草機(jī)器人的定位應(yīng)用，而且隨著競爭的白熱化，RTK模塊的價(jià)格也在不斷下降。
在實(shí)際應(yīng)用中，由于家庭環(huán)境的復(fù)雜因素，如家中的樹木遮擋以及半墻的遮擋等因素的干擾，RTK定位經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)丟失信號(hào)的問題，而且家用割草機(jī)器人一般移動(dòng)速度比較慢，大約為30cm/S, 所以重新找回信號(hào)可能需要較長的時(shí)間，如何在丟失信號(hào)的情況下能夠保持割草機(jī)器人能正常工作成為每個(gè)制造商急需解決的問題。
目前大家在研究的主要方向?yàn)橐曈X和慣性導(dǎo)航，視覺導(dǎo)航能起到重要的輔助作用，但是視覺導(dǎo)航也存在一定缺陷，包括對光線的依賴，而且在草地場景區(qū)別不大的情況下無法清晰的識(shí)別。但是慣性導(dǎo)航完全不依賴外部因素，單純依靠內(nèi)部慣性器件運(yùn)算就可以得出行駛的軌跡。當(dāng)然慣性導(dǎo)航也有缺點(diǎn)，如果慣性器件的精度很低，隨時(shí)間的增加角度偏移會(huì)越來越大。
慣性導(dǎo)航器件（IMU）根據(jù)精度區(qū)分為多種規(guī)格，低端的IMU主要為陀螺儀芯片，精度一般為DPS（度/秒）級(jí)別，芯片級(jí)別陀螺儀一般沒有經(jīng)過溫度補(bǔ)償?shù)刃?zhǔn)，在割草機(jī)中精度只能保證在幾秒到十幾秒，如果時(shí)間稍微長一點(diǎn)就會(huì)偏差過大，芯片級(jí)別陀螺儀一般用在消費(fèi)類電子的姿態(tài)識(shí)別上，如手機(jī)、游戲手柄; 中高端IMU主要以模塊形式存在，精度單位一般為DPH（度/小時(shí)）幾倍，在制造過程中一般會(huì)做溫度補(bǔ)償、正交補(bǔ)償，在割草機(jī)工作的場景精度能保證到30分鐘到1個(gè)小時(shí)。
愛普生針對智能割草機(jī)的痛點(diǎn)，聯(lián)合第三方研發(fā)的SGPM01陀螺儀模塊，應(yīng)用愛普生的高精度陀螺儀傳感器以及應(yīng)用高端IMU的生產(chǎn)工藝制造而成，產(chǎn)品考慮到草地的復(fù)雜環(huán)境對IMU的精度要求以及工業(yè)消費(fèi)電子對低成本的需要。產(chǎn)品會(huì)直接輸出解算后的姿態(tài)角和偏航角，在割草機(jī)丟失RTK信號(hào)30分鐘內(nèi)，目前在普通草地實(shí)測的精度偏差為1小時(shí)5度左右*，成本也比高精度IMU大幅下降，達(dá)到割草機(jī)器人行業(yè)可接受的水平。
軸陀螺儀模組
高精度陀螺儀
SGPM01是基于高性能陀螺儀傳感器和加速度計(jì),磁力計(jì)開發(fā)的模組，內(nèi)置3軸陀螺儀和3軸加速度計(jì)傳感器和3軸地磁傳感器。依賴于高精度的傳感器、高性能的處理器和高級(jí)的數(shù)字信號(hào)處理算法，輸出非常穩(wěn)定的角速度值，加速度值，磁力計(jì)和姿態(tài)角。模塊可以支持UART，SPI數(shù)據(jù)通訊，產(chǎn)品總體尺寸： 24 * 22 * 8 mm
產(chǎn)品特性
高精度9軸陀螺儀模組
輸出三軸加速度值，三軸角速度值，三軸地磁，姿態(tài)角（Pitch，Roll，Yaw）,溫度
數(shù)字通訊接口UART 和SPI
產(chǎn)品尺寸：24 * 22 * 8 mm
低功耗
規(guī)格參數(shù)*:
| Parameter | Symbol | Condition | Sandard | Unit | ||
| Min | Type | Max | ||||
| ACC Range | AR | Ta=+25℃ | 4 | G | ||
| Gyroscope Range | RR | Ta=+25℃ | -400 | +400 | °/s | |
| Scale factor | SF | Ta=+25℃ | -0.5 | +0.5 | % | |
| Gyro Bias Instability | BI | Ta=+25℃ | - | 6.5 | - | °/hr |
| ACC Bias Instability | ADE | Ta=+25℃ | - | 0.3 | - | mg |
| Cross axis | CS | Ta=+25℃ | -0.5 | +0.5 | % | |
| Current consumption | Iop | 20 | mA | |||
| Bandwidth | Bw | 12.5 | - | 100 | Hz | |
| Data rate | Dr | 100 | Hz | |||
| Startup time | ST | - | 10 | - | s | |
*文中產(chǎn)品數(shù)據(jù)源自第三方實(shí)驗(yàn)室，因使用和設(shè)置的不同，與實(shí)際數(shù)據(jù)可能存在差異。
相關(guān)資料可在官網(wǎng)下載
愛普生IMU官網(wǎng):
https://global.epson.com/products_and_drivers/sensing_system/
愛普生陀螺儀官網(wǎng)：
https://www5.epsondevice.com/en/
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