IMU600-V2¶
GNSS/INS 核心 · 三 IMU 陣列慣性模組
IMU600-V2 是 SparkNavi InertiaX GNSS/INS 系統使用的慣性量測模組。它將三顆 6 軸 MEMS IMU 的資料融合後，輸出角速度、比力、角度增量（Δθ）與速度增量（Δv）。模組內建 AHRS 和氣壓計，也支援 GPS PPS 時間同步與外部觸發。三顆 IMU 會持續互相比對；偵測到單顆異常時，可排除該顆資料，繼續輸出。
導航系統可讀取本模組的慣性量測與姿態資料。GPS PPS 接腳用於輸入時間同步訊號。
| 陀螺 ARW | 陀螺零偏不穩定性 | 加速度零偏不穩定性 | 最高 IMU 輸出率 |
|---|---|---|---|
| 0.015 °/√h | 0.35 °/h | 12 µg | 1000 Hz |
上表為 Datasheet（Preliminary Rev. 1.1，2026 年 10 月）所列的典型值，不是保證值；測試條件請見本頁「性能數據與測試條件」。
主要特色¶
- 三 IMU 陣列融合：相較單顆 IMU，雜訊約降低 1.7 倍，並提供即時故障偵測與自動剔除。
- 提供 Δθ / Δv 輸出，含圓錐運動（coning）與划槳運動（sculling）補償。
- 內建 AHRS，提供四元數與歐拉角姿態，靜止時可自動校正陀螺零偏。
- 支援多方位靜態陀螺尋北，不需磁力計或 GNSS。
- IMU 與氣壓計輸出率可獨立設定；IMU 最高輸出率為 1000 Hz。
- 提供雙 UART（ASCII / Binary）、SPI 從機介面、GPS PPS 與外部觸發。
- Windows GUI 支援即時監看、參數設定、加速度六面校正及加密簽章韌體更新。
慣性量測性能¶
| 項目 | 典型值／規格 |
|---|---|
| 感測器 | 3 × 6 軸 MEMS IMU + 1 × 氣壓計 |
| 陀螺儀量程 | ±300 °/s |
| 角度隨機漫步（ARW） | 0.015 °/√h |
| 陀螺雜訊密度 | 0.00025 °/s/√Hz |
| 陀螺零偏不穩定性 | 0.35 °/h |
| 加速度計量程 | ±16 g |
| 速度隨機漫步（X / Y） | 0.02 m/s/√h |
| 速度隨機漫步（Z） | 0.1 m/s/√h |
| 加速度零偏不穩定性 | 12 µg |
| 內部取樣率 | 每顆 IMU 1475 Hz |
| 座標系 | 機體 FRD（前、右、下） |
AHRS 姿態與陀螺尋北¶
| 項目 | 典型值／規格 |
|---|---|
| 姿態輸出 | Roll / Pitch / Heading；四元數與歐拉角 |
| Roll / Pitch 靜態雜訊（1σ） | 0.003° |
| Roll / Pitch 靜態峰對峰（1 小時） | 0.02° |
| 靜止航向保持（1 小時） | < 0.02° |
| 陀螺零偏自動校正 | 開機及每次靜止 10 秒後 |
| 尋北方式 | 多方位靜態陀螺尋北 |
| 尋北精度（1σ，緯度 23°） | 0.76° |
| 對準時間 | 約 25 分鐘（4–5 個方位，各約 5 分鐘） |
AHRS 航向預設為相對航向，可用指令設定初始航向。靜止航向保持數值是在開啟自動陀螺零偏校正、機體靜止時量測，不能當作運動中的航向精度。
尋北時，需將模組平放於穩固、無振動的平面，在各次靜止量測之間繞垂直軸旋轉約 90°。對準完成後，以指令設定 AHRS 航向，即可輸出真航向。尋北性能受緯度影響，高緯度地區的精度會降低。
氣壓計¶
| 項目 | 典型值／規格 |
|---|---|
| 量測範圍 | 300–1250 hPa |
| 絕對精度（300–1100 hPa，−5 至 +65 °C） | ±0.3 hPa |
| 相對精度（700–1100 hPa，+15 至 +55 °C） | ±0.06 hPa（約 ±0.5 m） |
| 溫度係數 | ±0.5 Pa/K |
| 長期穩定性（12 個月） | ±0.1 hPa |
| 氣壓雜訊（RMS，50 Hz 輸出） | 0.15 Pa（約 1.3 cm） |
| 輸出率 | 10 / 25 / 50（預設）/ 100 Hz |
| 輸出資料 | 氣壓、溫度、氣壓高度（ISA） |
量測範圍、精度、溫度係數及長期穩定性為氣壓感測元件規格；絕對精度不含組裝焊接後的偏移。氣壓雜訊為室內靜置、50 Hz 輸出實測值。氣壓高度依國際標準大氣（ISA，海平面 1013.25 hPa）換算。
輸出與通訊介面¶
| 項目 | 典型值／規格 |
|---|---|
| IMU 輸出率 | 5 / 10 / 25 / 50 / 100 / 200 / 400 / 500 / 1000 Hz |
| 輸出資料 | 角速度、比力、Δθ、Δv、溫度、AHRS 姿態與氣壓 |
| UART1 主介面 | 3.3 V TTL；460800–2000000 bps；ASCII / Binary |
| UART2 第二輸出 | 3.3 V TTL；115200–2000000 bps；僅輸出 |
| SPI 飛控介面 | 3.3 V 從機；Mode 3 / Mode 0；建議 SCK 2 MHz |
| SPI 封包 | 128 bytes，CRC-16；含融合及三顆 IMU 各自的 Δθ / Δv |
| GPS PPS 輸入 | 3.3 V、上升緣、1 Hz ±1000 ppm、脈寬 ≥1 µs |
| 時間對齊 | 輸出時間格對齊 PPS 上升緣 |
| 時間戳解析度 | 1 µs |
| 外部觸發 | 每個上升緣輸出一筆；建議 1–1000 Hz |
ArduPilot 飛控整合¶
透過 SPI 介面及 SparkNavi 提供的驅動，IMU600-V2 可作為 ArduPilot 飛控的外接 IMU。Datasheet 記載的驗證平台為 SparkNavi Blue2 搭配 Copter 4.7.1，IMU600-V2 作為第三顆 SPI IMU，SPI 時脈為 2 MHz。
接入 ArduPilot 時，請將 SPI 輸出設為 ardupilot 模式，並將 IMU 輸出率設為 1000 Hz。以上為文件採用的整合設定。SPI 與 UART 可各自設定輸出。驅動與整合細節請聯繫 SparkNavi。
機構、電氣與環境規格¶
| 項目 | 典型值／規格 |
|---|---|
| 供電電壓 | +5.0 V |
| 功耗 | 0.73 W |
| 尺寸（長 × 寬 × 高） | 44.0 × 30.6 × 14.45 mm |
| 重量 | 25 g |
| 工作溫度 | −40 至 +85 °C |
| 儲存溫度 | −40 至 +85 °C |
性能數據與測試條件¶
Allan deviation：室溫靜置約 25 小時，5 Hz Δθ / Δv 輸出，採 IMU 陣列融合結果。AHRS：室溫靜置 1 小時、5 Hz 輸出，排除重置後前 60 秒的收斂時間。尋北：台南緯度 23° 室內桌面，5 個方位各約 5 分鐘、50 Hz 輸出，總計 29 分鐘。
IMU 陣列融合輸出的 Allan deviation
單顆 IMU 與陣列融合比較
AHRS 靜態穩定度
設定與監看軟體¶
SparkNavi IMU600 GUI（Windows）提供 AHRS 即時儀表板、3D 模型、各顆 IMU 狀態與量測曲線。可設定輸出率、輸出內容及通訊介面並寫入裝置保存，也可依尋北精靈的步驟操作、加速度六面校正、資料錄製及韌體更新。
GUI 軟體下載採申請方式，請聯繫 ethan@robotlab.com.tw
文件下載¶
| 文件 | 版本／語言 | 下載 |
|---|---|---|
| Datasheet 產品規格書 | Preliminary Rev. 1.1 · 中英對照 | 下載 PDF |
| 使用手冊 | v1.1 · 繁體中文 · 對應韌體 0.11.2 | 下載 PDF |
| 通訊協定說明 | v1.1 · 繁體中文 · 對應韌體 0.11.2 | 下載 PDF |
GUI 軟體下載採申請方式，請聯繫 ethan@robotlab.com.tw
樣品、報價與整合需求，請聯繫 ethan@robotlab.com.tw