EEPW论坛

今天刚入手了一款自带卡尔曼滤波算法的姿态测量模块JY-901,因为我的项目中要用到角度测量，用传统的电位器测量很不方便，需要把电位器安装到关节的轴心位置，采用这种JY-901姿态测量模块就不会有这个问题，只需要把模块固定到运动杆的任意位置即可，非常方便。
到货以后，厂家的包装还是很用心的，并且配备了一排直排针和一排弯排针。


我为了测试方便，就直接焊上了弯排针。焊上以后的效果如下。

接下来就需要把模块和电脑接起来，看看实际的运行效果了。和电脑连接需要一个USB转TTL串口模块，因为这个模块是TTL电平的串口。厂家提供了两种USB模块，我选择了六合一串口模块，这种模块设计挺巧妙的，一个小模块集成了六种常用的串口转换功能，USB转TTL，USB转RS232，USB转RS485，TTL转RS232，TTL转RS485，RS232转RS485，最难得的是，还能实现485数据的自动收发，不用再人为去控制收发使能。需要注意的是，六合一模块需要选择正确的模式，拨码开关的位置需要拨对，否则无法和上位机通讯上。
JY901模块和六合一模块连接方法如下图。


接上模块以后，打开模块的上位机软件（模块资料下载地址：）。上位机软件在资料包里的上位机文件夹内。

首先选择硬件版本，我买的是普通版的，就选择普通版。如果是蓝牙版本的，就选择蓝牙版。
点端口配置菜单，选择USB串口模块对应的端口号，这里是COM3，每个人的端口号可能不一样。
如果不知道串口号，可以右键单击我的电脑->管理->设备管理器，找到端口（COM和LPT），找到silicon labs CP210x USB to UARTBridge(COM3),后面的COM3就是端口号，如果在你的电脑上面显示的是COM4，那么在miniIMU软件的端口配置菜单里面也选择COM4。
波特率需要选择9600。选完以后，就可以看到曲线输出了。

如果没有看到曲线，说明模块接线没有接好，仔细检查一下线路即可。
初步验证了一下，数据曲线能够很好地跟踪模块的运动，不愧是使用了强大的卡尔曼滤波算法，真心牛逼。还有三维模型，可以很直观地看到模块的运动状态。

需要注意的一点是模块在使用前需要校准，否则磁场的偏差比较大。磁场校准的方法相对比较麻烦一些，不过厂家提供了一个三视投影图，可以非常直观地看到校准的情况，从而判断校准是否到位。点击设置页面，然后点击磁场校准按钮，就可以进入磁场校准模式，刚进入磁场校准模式，会弹出一个磁场校准的对话框，是这样的：

然后绕三个轴转动模块，让数据点在三个平面内画点，等画出比较规则的椭圆以后，就可以停止校准了。

停止校准是，先将这个MagCal校准界面关掉，然后在设置页面里点击正常模式按钮，模块的磁场校准值就会被写入模块，然后再点击保存配置按钮，就可以将校准的参数保存到模块的Flash中，即使模块掉电也可以保存这个参数了。
这里有个小技巧，就是让模块坐标平面在南北竖直平面内旋转一圈，然后再交换另外一个平面，也在南北竖直平面内旋转一圈，就可以校准好了。
如下图，第一次先将模块水平放置，X轴朝东，Y轴朝北，然后将模块绕着X轴旋转，这时候，由于地球磁力线是南北向的，在南北竖直平面内，模块转动以后，磁场值将投影到Z\Y平面内，慢慢旋转一圈以后，将在Z\Y平面内画出一个椭圆。

第二次旋转，如下图，先将模块垂直放置，X\Y平面放置在竖直平面内，X轴指向被，Y轴指向天，然后将模块缓慢绕Z轴旋转一周，这样地球的磁场值将在模块的X\Y平面内画出一个完整的椭圆。

理论上经过这两次旋转以后，模块就可以找到磁场的零偏值了，不过为了保险起见，还可以将模块的X、Z平面放置在竖直平面内，然后绕Y轴旋转一周，这样地球的磁场值就可以在X，Z平面内画出椭圆，这样经过三次旋转，模块就可以在三个象限里面均画出完整的椭圆了，磁场的校准效果更好。
经过磁场校准以后，就可以观察到，模块输出的三轴角度可以很好的跟踪模块的运动，精度很好，效果也比较稳定。不过基于磁场测量的方法都怕被干扰，使用的时候一定要远离铁钴镍等磁性物质，铜、铝等非磁感物质倒是没什么影响，因为地球的磁场本身很弱，一旦被干扰，就没法准确地测量出方位了。

这是JY901的资料（资料型号是WT901）：http://wiki.wit-motion.com/doku.php