加速度計とジャイロスコープでどのように正確にできるか

空間内のオブジェクトの位置を追跡する小さなプロジェクトを構築したいです。このために、加速度計とジャイロスコープを使用する予定です。

問題は、この追跡を非常に正確にしたいことであり、実際にどれだけ正確に（かなりの金額で）取得できるかを把握できていません。私たちは1センチメートル、またはセンチメートル/ 1000を話しているのでしょうか？

購入したい具体的な組み合わせは、SparkFunからのものです：IMU Fusion Board-ADXL345＆IMU3000しかし、他の組み合わせで行くことができるので、一般的な答えにもっと興味があります。仕様からそれを決定する方法の単なる一般的なガイドラインかもしれません。

Rocketmagnetが述べたように、あなたのエラーは時間とともに大きくなります。慣性航法で通常使用されるエラーモデルは、指数関数的な成長です。

これを最小限に抑えるには、外部アップデートを提供する必要があります。通常使用されるメカニズムは、カルマンフィルターです。慣性センサーは非常に優れた高速更新を提供します。外部ソースは、精度は低くなりますが、長期的に安定した更新を低レートで提供します（通常はGPSのようなもの）。これら2つを組み合わせて、優れた複合ソリューションを提供します。すべてのシステムが更新ソースとしてGPSを使用するわけではありません。たとえば、ニンテンドーWiiリモコンの前面にあるIRイメージャーは、これらの更新のソースを提供します。

コストが物事の要因ではないことの例を挙げます。私は、100,000ユーロ以上の費用がかかる慣性システムを利用した航空測量用のシステムを構築しています。これらのシステムとハイエンドの測地用GPSレシーバーを使用すると、GPSカバレッジが良好な場合、IMUの位置を1日中2インチのボリュームにピンポイントで指定できます。 60秒で約10cmのエラーマージンがあります。このレベルのパフォーマンスを備えたシステムは、武器グレードのデバイスであるため、通常はITARが管理する商品です。

低品質のMEMS慣性システムは、メーターサブメーターレベルの位置と姿勢を必要とする要求の少ないアプリケーションで1日中使用されます。これらの低品質システムは、同じカルマンフィルタリングメカニズムを使用しています。これらの低コストユニットの本当の欠点は、ドリフトエラーがはるかに速い速度で増加することです。

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IMUで何を探すべきかについての質問に答えるため。いくつか見たいことがあります。1つ目は温度安定性です。一部のMEMSセンサーの出力は、温度範囲全体で10％程度変動します。動作中に一定の温度にある場合、これらは重要ではありません。

次に考慮すべきことは、ジャイロノイズのスペクトル密度です。明らかにノイズ量が少ないほど良いです。次のリンクは、スペクトルノイズ密度からドリフト（単位時間あたりの度数）を取得する方法に関するドキュメントを提供します。http://www.xbow.com/pdf/AngleRandomWalkAppNote.pdf

加速のために、感度に注目し、ノイズに加えてバイアスをかけます。ノイズレベルにより、エラーをどれだけ早く統合するかがわかります。

精度は時間に依存します。長く使用するほど、エラーが大きくなります。短時間（数秒）で、精度は1mm未満のかなり良いものになります。ただし、IMUには固定された位置参照がないため、積分エラーが忍び込み、最終的には解析されなくなり、光速で移動します。

良好な回転精度を得るために、3軸コンパスを追加できます。良好な位置精度を得るには、何らかの種類の位置参照が必要です。正確にこれが何であるかは、デバイスをどこまで移動させたいかに依存します。

あなたが唯一のメートルかそこらを旅行したい場合は、私はIMU忘れなどの磁性trcker使用することをお勧めしminiBIRDを。

長距離の場合は、GPSを使用できます。