SpresenseマルチIMU Add-onボード（通称：がいためIMU） ライブラリ

SpresenseIMU は、Sony Spresense メインボード上で マルチIMU Add-onボードを利用するためのラッパーライブラリです。

サブコアを活用した高速処理・データ保存・姿勢推定（AHRS）・ジャイロコンパスなど、 複数の高度なサンプルを提供します。

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SpresenseマルチIMU Add-onボード（通称：がいためIMU）とは

"Spresense Multi-IMU”とは、ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 から発売の Spresense Mainボードに載せる高精度IMUのAdd-onボードです。

詳細は、下記商品サイトをご覧ください。

SpresenseマルチIMU Add-onボード : https://developer.sony.com/ja/spresense/products/spresense-imu-add-on-board

Spresense開発サイト ：https://developer.sony.com/ja/spresense/

🧩 構造体の詳細

struct pwbImuData

IMUボードから取得される1サンプル分のデータを保持する構造体です。 内部で cxd5602pwbimu_data_t を利用しており、加速度・ジャイロ・温度情報を格納します。

フィールド	型	説明
data.timestamp	uint32_t	取得時刻（IMU内部タイマ値）
data.temp	float	温度（摂氏）
data.gx, gy, gz	float	ジャイロ角速度（rad/s）
data.ax, ay, az	float	加速度（m/s²）

主なメソッド

関数名	機能
operator+=(...)	他のIMUデータと加算（平均化に使用）
operator/=(int)	データを除算して平均化
print()	タイムスタンプ付きで全データをCSV出力
printImu()	加速度＋ジャイロの6軸データを出力
printAccelerometer()	加速度データのみ出力
printGyro()	ジャイロデータのみ出力

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struct pwbGyroData

ジャイロセンサの角速度ベクトルを扱う構造体。 pwbImuData からジャイロ成分だけを抽出して利用します。

フィールド	型	説明
x, y, z	double	ジャイロ角速度（rad/s）

主なメソッド

関数名	機能
operator=(const pwbImuData&)	IMUデータからジャイロ成分をコピー
operator+=(...)	他のジャイロデータと加算
print()	X, Y, Z をCSV出力

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🧠 クラス SpresenseImuClass

このクラスがIMUボード全体を制御し、 pwbImuData および pwbGyroData を用いてセンサーデータを取得・解析します。

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API

API一覧

関数名	説明
begin()	ライブラリの初期化
end()	ライブラリの終了処理
initialize()	IMU センサーを初期化
finalize()	IMU センサーの終了処理
start()	データ取得開始
stop()	データ取得停止
get()	最新のセンサーデータを取得
getAvarage()	最新のセンサーデータのN個の平均値を取得
calcEarthsRotation()	地球自転による角速度を計算
calcAngleFrX()	X軸方向との角度を算出

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bool SpresenseIMU::begin(IMUConfig config = IMUConfig())

• 説明: ライブラリを初期化し、IMUConfig で指定された設定を有効にします。
• 引数:  - IMUConfig config : 初期化パラメータ（デフォルトコンストラクタ可）
• 戻り値:  - true : 初期化成功  - false : 初期化失敗

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void SpresenseIMU::end()

• 説明: ライブラリを終了させ、リソースを解放します。
• 引数: なし
• 戻り値: なし

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bool SpresenseIMU::initialize()

• 説明: 複数 IMU センサーを個別に初期化する処理を実行します（下位レベルの初期化）。
• 引数: なし
• 戻り値:  - true : 成功  - false : 失敗

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void SpresenseIMU::finalize()

• 説明: initialize() で確保されたリソースや設定を元に戻す／終了処理を行います。
• 引数: なし
• 戻り値: なし

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bool SpresenseIMU::start()

• 説明: IMU データの取得（計測）を開始します。
• 引数: なし
• 戻り値:  - true : 正常に開始  - false : 開始失敗

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void SpresenseIMU::stop()

• 説明: IMU データ取得を停止します。
• 引数: なし
• 戻り値: なし

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bool SpresenseIMU::get(IMURead &dat)

• 説明: 最新の IMU センサー読み出しデータを取得します。
• 引数:  - IMURead &dat : センサー読み出し結果を格納する参照（構造体型）
• 戻り値:  - true : データ取得成功  - false : データ取得失敗（未初期化など）

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float SpresenseIMU::calcEarthsRotation(float lat)

• 説明: 地球自転による角速度（ジャイロバイアスに相当）を計算します。
• 引数:
• 戻り値:

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float SpresenseIMU::calcAngleFrX(float x, float y)

• 説明: X軸成分からの傾きを算出します
• 引数:
• 戻り値:

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補足：使用される型・構造体

• IMUConfig  - 初期設定値をまとめた構造体またはクラス（動作モード、サンプルレート、フィルタ設定などを含む）
• IMURead  - 加速度、ジャイロ、磁気などの生データまたは物理量を格納する構造体

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⚠ 注意点 & 推奨

• 各関数が失敗を返す状況（初期化されていない、IMU が応答しないなど）を呼び出し側でチェックすること。
• サブコア処理との同期や競合制御（ミューテックスなど）に注意。
• 高頻度取得／複数 IMU の同時制御時にはオーバーヘッドやタイミングズレに注意。

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備考

• getAverage() はセンサーのノイズ低減に有効ですが、応答遅延が生じるのでリアルタイム性とのトレードオフがあります。

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💾 サンプル一覧

Spresense 単体でのサンプル

サンプル	内容
compass	ジャイロコンパスで方位角を表示
compassMulti	サブコアで動作するコンパスサンプル
sample	Rawデータを取得してシリアル出力
sample_multi	サブコアでRawデータを並列取得
rawStored	1920Hzでの高速Rawデータ保存（SDカード対応）
Orientation	AHRSによる姿勢推定
tilt	加速度による傾き検出

Processing連携 でのサンプル

| PC上のProcessingで波形／姿勢／位置を可視化 |

サンプル	内容
sample	Raw データの波形をPC上のProcessingで表示するサンプル
orientation	姿勢データをPC上のProcessingで可視化するサンプル
posithin	位置データをPC上のProcessingで可視化するサンプル

🪶 保存データの表示ツール

IMUボードのサンプル「rawStored」で保存されたバイナリデータは、 付属の Python スクリプト imu_viewer.py を使用して人間が読める形式に変換できます。

🔧 使用方法

python imu_viewer.py <データファイル名>

📄 出力形式

スクリプトは各サンプルを1行のCSVとして出力します。

項目	内容
timestamp	取得時刻（内部タイマ値 / 19.2MHz 換算）
temp	温度（℃）
gx, gy, gz	ジャイロ角速度（rad/s）
ax, ay, az	加速度（m/s²）

出力例:

0.000052,24.31,0.02,-0.01,0.01,0.01,0.00,9.80
0.000104,24.31,0.01,-0.02,0.01,0.00,0.00,9.80
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