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IMU の基礎

IMU（Inertial Measurement Unit）は、加速度と角速度（ジャイロ）を測るセンサです。 M5StickC Plus の内蔵 MPU6886 を入口に、傾き操縦で使う考え方をまとめます。

関連: ミニ① IMU 読み出し ／ ミニ② 傾き操縦

IMU とは？

Chocofon（B）:
IMU って何の略？ スマホにも入ってるやつ？
AIチューター:
バイブス受信。Inertial Measurement Unit（慣性計測装置）です。 スマホの画面回転やゲームの傾き操作と同じ仲間。ラボでは M5 の内蔵チップを読みます。
よく出てくる2つ
  • 加速度計（accel） — 重力を含む加速度。単位はだいたい g
  • ジャイロ（gyro） — 角速度。単位はだいたい dps（度／秒）

加速度とジャイロの違い

加速度計ジャイロ
何が分かるどの向きに「落ちているか」（静的な傾き）どれくらい速く回っているか
静止時重力で約 1 g が出るほぼ 0（理想）
向きの推定静かなら得意動きの変化に強い
弱いところ振動・加速でノイズ長く積分するとドリフト
AIチューター:
ミニ①②ではまず 加速度だけから簡易の pitch／roll を出しています。 本格的な姿勢推定（フィルタ融合）は、倒立振子など次のテーマで深掘りできます。

傾き（pitch / roll）のイメージ

コントローラをゆっくり傾けると、加速度の各軸の成分が変わります。 そこから角度の近似値を計算するのが、ラボの「簡易 pitch／roll」です。

ミニ②で確定した使い方（実機）
  • roll → throttle（前後）
  • pitch → steer（左右）
  • デッドゾーン ±5°、フルスケール仮 ±30° → コマンド ±1000
Chocofon（B）:
軸の名前と「車の前後左右」は机上で合わせた！ 最初は逆だった……。
AIチューター:
教科書の軸定義と、ヌンチャクの持ち方は一致しないことがあります。 実機で合わせて確定するのが正解ルートです。

M5StickC Plus での読み方

  • ライブラリ: M5Unified
  • API の流れ: M5.Imu.update() → getImuData()
  • 実機チップ例: MPU6886（getType() で確認）
  • 配線: 追加なし（ボード内部の I2C）→ 詳細は I2C の基礎
// イメージ（詳細は m5_imu_readout / m5_imu_rc）
M5.Imu.update();
auto data = M5.Imu.getImuData();
float ax = data.accel.x;  // g
float gx = data.gyro.x;   // dps

使うときのコツ

  • まず Serial で数値が動くことを確認してから LCD／無線へ
  • 操縦では デッドゾーン を入れる（手ぶれで勝手に動かないように）
  • フルスケール角は握りやすさ優先（大きすぎると過敏、小さすぎると振り切れない）
  • スティックは物理可動域の上限がある一方、IMU は角度でフルレンジを使いやすい（ミニ③の実走知見）
管理人:
センサは「読めた」がゴールではない。何にマップするかを机上で決めろ。

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