TideSense

TideSense 是一款基于 SG2002 的双目视觉惯性里程计（VIO）设备。 通过同步采集双目图像和 IMU 数据，在板载 Arm Cortex-A53 上估计设备的位置与姿态，面向机器人、无人机和嵌入式视觉导航的开发与研究。

我们将开放 TideSense 的硬件设计与软件实现，希望让开发者能够从硬件搭建、传感器驱动、标定和数据采集，一直实践到板端 VIO 与性能优化。本仓库主要提供基于 SG2002 SDK 的板级适配、构建配置、应用程序和实验工具。

硬件配置

项目	配置
主控	SG2002，使用 Arm Cortex-A53 运行 Linux 和 VIO
双目相机	两颗 OV9281 全局快门图像传感器，设计基线 50 mm
左相机	I²C 7 位地址 0x10，MIPI CSI-2，2 lane
右相机	I²C 7 位地址 0x60，MIPI CSI-2，1 lane
IMU	SC7U22 六轴加速度计与陀螺仪，SPI 接口、INT1 数据就绪中断
启动与存储	SD 卡启动，系统配置不依赖 SPI NOR / SPI NAND
主机连接	USB RNDIS 网络，设备端默认地址 192.168.123.99

引脚分配见 pin.md，芯片与传感器参考资料见 docs/。

硬件设计

硬件设计根据协议CC BY-NC-SA 4.0开源： https://oshwhub.com/brics-hospital-drone-team/project_hpetjiuj

软件功能

• 同步采集：当前采集配置为双目 640×400 灰度图像、20 Hz，以及 200 Hz IMU。内核在 IMU INT1 中断入口记录时间戳，每 10 次中断触发一次双目 FSIN。
• 板端 VIO：适配 SchurVINS 和 OpenVINS，提供实时传感器输入、离线回放、位姿记录及 A53 交叉编译工具。
• 可选 ROS 2 接口：通过 micro-ROS 与电脑端 Agent 发布位姿；可以关闭通信，独立运行 VIO。SchurVINS 支持 20 Hz 视觉校正与 200 Hz IMU 预测位姿输出。
• 标定工具：提供 A4 AprilGrid、双目及相机–IMU 的 Kalibr 标定流程、IMU Allan 噪声分析，以及标定结果转换工具。
• 独立数据集录制：不运行 VIO 即可录制双目和 IMU，保存原始时间戳并无损压缩图像；可导出 EuRoC 风格目录、ROS 1 bag 和 SchurVINS 回放数据，用于多种 VIO 算法对比。
• 性能分析与优化：提供板端 perf 工具、前后端分项计时，以及 LK、SIMD、数值精度和硬件编码运动向量等实验代码与测量报告。实验功能的开关和适用范围见各自文档。

文档导航

以下文档中的电脑端命令均从工程根目录执行，工程内文件使用相对于根目录的路径； 板端命令会单独注明，并使用设备上的部署路径。

内容	入口
SchurVINS 构建、运行与预测位姿	scripts/schurvins/README.md
OpenVINS 实时运行与 ROS 2 位姿发布	scripts/vio-compare/openvins/README-live.md
双目、相机–IMU 标定与参数转换	scripts/calibration/README.md
独立数据集录制、导出与回放	scripts/dataset/README.md
micro-ROS 接入	scripts/schurvins/MICRO-ROS.md
电脑端 RViz2 轨迹显示	scripts/visualization/README.md
VIO 对比与优化实验	scripts/vio-compare/README.md
板端 perf 使用	scripts/perf/README.md

欢迎围绕硬件、驱动、标定、算法适配和性能优化提交 Issue 或 Pull Request。复现问题时，请附上板卡版本、构建配置、标定参数和运行日志；运动估计问题也欢迎提供可回放的数据集。

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快速入门指南

编译

• 获取源码：

git clone https://github.com/HumpbackLab/tidesense.git
cd tidesense
./scripts/repo_clone.sh --gitclone ./scripts/subtree.xml

• 更新所有子库（在已有工程的根目录执行）：

从 scripts/subtree.xml 读取子库路径，依次在各子库当前分支执行 git pull；某个子库更新失败时停止循环。此命令不更新根仓库。

while IFS= read -r repo; do
  printf '\n更新 %s\n' "$repo"
  git -C "$repo" pull || break
done < <(python3 - <<'PY'
import xml.etree.ElementTree as ET

for project in ET.parse("scripts/subtree.xml").getroot().findall("project"):
    print(project.get("path") or project.attrib["name"])
PY
)

• 编译

source build/envsetup_soc.sh
defconfig sg2002_tidesense_arm64_sd
clean_all
build_all

build_all 在编译及升级包打包成功后，会自动生成可直接烧录到 SD 卡的整卡镜像；镜像生成失败时，构建也会返回失败。镜像路径为：

install/soc_sg2002_tidesense_arm64_sd/tidesense-sdcard.img

镜像包含 BOOT、ROOTFS 和 DATA 三个分区，首次启动会自动将 DATA 分区扩展至 SD 卡末尾。烧录步骤和单独重新打包命令见 SD 卡镜像与烧录说明。

build_all 默认构建并预装以下程序：

• /mnt/data/schurvins-gcc11-static-micro-ros/：SchurVINS，编译启用 SCHUR_WITH_MICRO_ROS=ON，附带 schurvins.yaml。
• /mnt/data/tidesense-dataset/：独立双目/IMU 录制工具。
• /usr/bin/perf 及 /mnt/data/perf/：性能分析工具、测试负载和许可文件。

主机需安装 ROS 2 Humble 开发环境及各工具的构建依赖，首次构建会下载锁定版本的依赖。 micro-ROS 通信在运行时仍由 SCHUR_MICRO_ROS=1 和 Agent 地址启用。 随包标定来自当前测试板；更换硬件后应使用对应板卡的标定。