本为了测试惯性导航单元单元（IMU）性能，本文将进行 IMU数据分析 。两轮车上的控制器取下，直接与电机相连。命令电机分别以2Hz 、5Hz 、 7Hz频率转动，记录IMU数据（包括陀螺仪以及加速度计），测量分析传感器噪声与时延，供后面滤波时进行参考。
数据采集
采集程序的步骤是：
- 让电机低速旋转，转至加速度计测量数据为重力加速度，说明传感器已经水平。
- 清除所有积分量缓存
- 电机以给定频率和幅值的正弦信号转动，记录数据。
记录如下数据：
- 传感器读取角速度：陀螺仪测量的就是角速度，所以直接读取使用。
- 传感器读取角度：在忽略车体位移等因素的情况，整体受到的加速度仅有重力加速度，所以可以使用加速度计读数计算车体与重力方向夹角。
- 电机角速度：电机使用的是速度控制模式，即电机给定是角速度。因为电机负载较小，给定状态与实际工作状态差别很小，所以这里直接使用电机给定数据作为电机角速度。
- 电机角度：对电机角速度进行积分得到。
数据预处理
2Hz频率较低，传感器噪声表现不明显。7Hz频率较高，噪声会过大，掩饰有用信号的许多数据。所以本节选择频率折中的5Hz分析数据特点。
上面两幅图中上面的图是电机角度和传感器读取角度的比较，下面的图是电机角速度和电机传感器读取角速度的比较。其中蓝色实线是传感器读取数据，橙色虚线是电机给定数据。
放大角速度比较数据后能明显看到一个8ms左右的时延，同时也有一个较小的静差，如下图所示。
去除时延影响和静差后效果
噪声协方差计算
分别对2Hz、5Hz和7Hz信号进行预处理后对比（其中噪声为传感器测量值与电机给定之差）
acc_noise_cov = 5.2734e-04 gyro_noise_cov = 9.8781e-04
acc_noise_cov = 8.2932e-04 gyro_noise_cov = 0.0037
acc_noise_cov = 0.0012 gyro_noise_cov = 0.0029