模板: 10 DOF IMU Sensor Introduction
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简介
板载ICM20948芯片包含3轴加速度、3轴角速度、3轴磁力计传感器，下图为传感器的坐标轴定义：
基本设置
加速度传感器
- 加速度传感器输出的数据为运动加速度与重力加速度的合成值。
- 当传感器静止放置时，运动加速度为0，此时传感器输出的3轴数值为重力加速度在各坐标轴上的分量。
- 如果是水平放置，此时理论输出值为 X轴0g、Y轴0g、Z轴-1g。Z轴输出为负值是因为重力加速度方向是向下，而传感器Z轴方向是向上，所以为负值。这里正负仅表示加速度方向与坐标轴方向的关系。
- 这里需要注意的是，即便传感器绝对水平放置，加速度传感器输出的值也不会等于理论值（0g，0g，-1g），这是因为每颗传感器都有自己独特的零偏存在。在实际使用过程中可以视情况适当去除零偏误差，一般可采集数据后做数据拟合等方法进行去除。
ICM20948加速度量程设置
- ICM20948支持多种量程，包括±2g、±4g、±8g、±16g，在示例程序中采用的是±2g，如果需要更改量程，可以通过修改<ACCEL_CONFIG>寄存器，下图为datasheet中<ACCEL_CONFIG>寄存器取值与量程的对应关系：
- 以STM32示例代码为例，±2g在代码中设置方法如下：
I2C_WriteOneByte( I2C_ADD_ICM20948, REG_ADD_ACCEL_CONFIG,
REG_VAL_BIT_ACCEL_DLPCFG_6 | REG_VAL_BIT_ACCEL_FS_2g | REG_VAL_BIT_ACCEL_DLPF);
- 如果需要修改为±8g，做如下修改即可：
I2C_WriteOneByte( I2C_ADD_ICM20948, REG_ADD_ACCEL_CONFIG,
REG_VAL_BIT_ACCEL_DLPCFG_6 | REG_VAL_BIT_ACCEL_FS_8g | REG_VAL_BIT_ACCEL_DLPF);
ICM20948加速度单位转换
- 不同量程时，从传感器寄存器读出的原始值，需要除以相应的转换系数，即可转换为单位为g的加速度，下表各量程对应的系数值：
- 当量程为±2g， 传感器原始值/16384即可得到单位为g的加速度值。
角速度传感器
- 角速度传感器得到的数值为绕各坐标轴旋转的角速度，当旋转方向与坐标轴标注方向相同时为正，旋转方向与坐标轴标注方向相反时为负。角速度同样存在零偏误差，一般可采用静止放置取均值的方法进行去除。
ICM20948角速度量程设置
- ICM20948支持多种量程，包括±250、±500、 ±1000、±2000°/sec，在示例程序中采用的是±1000°/sec，如果需要更改量程，可以通过修改<GYRO_CONFIG_1>寄存器，下图为datasheet中<GYRO_CONFIG_1>寄存器取值与量程的对应关系：
- 以STM32示例代码为例，±1000°/sec在代码中设置方法如下：
I2C_WriteOneByte( I2C_ADD_ICM20948, REG_ADD_GYRO_CONFIG_1,
REG_VAL_BIT_GYRO_DLPCFG_6 | REG_VAL_BIT_GYRO_FS_1000DPS | REG_VAL_BIT_GYRO_DLPF);
- 如果需要修改为±2000°/sec，做如下修改即可：
I2C_WriteOneByte( I2C_ADD_ICM20948, REG_ADD_GYRO_CONFIG_1,
REG_VAL_BIT_GYRO_DLPCFG_6 | REG_VAL_BIT_GYRO_FS_2000DPS | REG_VAL_BIT_GYRO_DLPF);
ICM20948角速度单位转换
- 不同量程时，从传感器寄存器读出的原始值，需要除以相应的转换系数，即可转换为单位为°/sec的角速度，下表为各量程对应的系数值：
当量程为±1000°/sec， 传感器原始值/32.8即可得到单位为°/sec的角速度。
磁力计传感器
- 磁力计传感器测量的是传感器周边磁场大小，当附近没有较强磁场（电机等）时，磁力计传感器输出的数值为地磁场在三个坐标轴的分量。
ICM20948磁力计
- 从传感器寄存器读出的原始值，需要乘以转换系数，即可转换为单位为μT（$10^-6$特斯拉）的磁场强度，下表为ICM20948中磁力计的转换系数：
既传感器原始值*0.15即可得到单位为μT的磁场强度。