ジャイロスコープと加速度計の入力から位置を決定する方法は?


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3軸の加速度計と2軸のジャイロスコープがあります。X軸とZ軸でのみ動くものを測定するつもりです。カルマンフィルターを使用して加速度ベクトルを平滑化することを聞いたことがありますが、このトピックの完全な初心者向けの優れたチュートリアルは見つかりません。また、加速度を二重に統合して位置を取得できることは知っていますが、有限のサンプリングされた加速度ベクトルを使用してこれを行うにはどうすればよいですか?これら両方のトピックに関する初心者向けの優れたチュートリアルへのリンクをいただければ幸いです。


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今日私が偶然出会ったこのブログ投稿のように聞こえ ます。
JustJeff

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この記事には、加速度計センサーの使用方法とインターフェイス方法に関する一連のチュートリアルが記載されています。intorobotics.com/... 2回の軸の測定のために利用可能なチュートリアルをここにある
絵図

回答:


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IMUの方向余弦行列の実装に関するチュートリアルは次のとおりです。http: //gentlenav.googlecode.com/files/DCMDraft2.pdf

ArduIMUページをご覧くださいhttp ://code.google.com/p/ardu-imu/wiki/Theory

これを行うオープンソースプロジェクトをいくつか紹介します。コードを読むと、いくつかの手がかりが得られます。

http://code.google.com/p/gluonpilot/source/browse/trunk/Firmware/#Firmware/rtos_pilot%3Fstate%3Dclosed

http://code.google.com/p/sf9domahrs/


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カルマンフィルターは、神秘的に機能する一種の魔法です。:)

最初にデジタルフィルターから始めました。手始めに説明しました。そして、簡単に不安定です。これらのシンプルなフィルターは、あらゆるシステムのロールとピッチに対してうまく機能します。実験することで精度と応答比を調整するだけです。秘Theは[精度= 1-応答]です。

試してみる。

次に、カルマンフィルターについて理解するには、次の手順を実行する必要があります。

  1. 確率
  2. ベイズの法則
  3. 次に、カルマンフィルターに適合する単純なシナリオをモデル化する方法を学ぶ必要があります。
  4. 現在私はここにいるので、何をすべきかを見つけることは確実にあなたに知らせます。

このような何かに出くわした場合は共有する必要があります。


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...位置を取得するために加速を二重に統合

理論的には(完璧なセンサーと測定値がある場合)、それはできますが、実際にはできません。問題は、物体が静止しているときに重力によって加速度計に一定の1Gの力がかかることですが(自由落下の場合はゼロG)、これは正確に1.00000000 ... Gとして測定されません。オブジェクトを移動するとき、1G重力と移動からの加速度(通常は1Gよりもはるかに小さい)の合計としてのベクトルがあり、測定値を積分しようとすると、測定値が時間とともに非常に多くのノイズを蓄積します加速度マイナス1G重力。


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ほぼ6か月前にクワッドの構築を開始しましたが、正しい角度の決定に多くの問題がありました:)

まず、このプレゼンテーションを試してみてください-http://web.mit.edu/scolton/www/filter.pdf それは本当に包括的で、あなたが本当に欲しいものをよりよく理解するのに役立つかもしれません、それはほとんどトリックをしました私のために。

かなりあなた次第だと思いますが、カルマンフィルターの実装には、数学、システム理論、この場合は物理学における非常に堅実なノウハウだけが必要というわけではありませんが、CPU負荷に関しても非常に厳しいものです。使用することを考えている場合、16MhzでクロックされるAtmega328がこの種のフィルターの使用に問題があるかもしれないとしましょう。DSPを使用している場合、acc入力にローパスフィルターをかけることができれば、非常に効果的です。

全体として、私のアドバイスは次のとおりです。結果に満足できない場合は、1次の相補フィルターまたは2次の相補フィルターを使用してみてください。システムに高周波振動がなく、うまく機能している場合。その他、JustJeffのリンクは、実装にこだわる場合に開始するのに最適な場所です:)

ダン、最高


リンクは無効です。私は少し掘り下げてドキュメントを再度見つけました:googledrive.com/host/0B0ZbiLZrqVa6Y2d3UjFVWDhNZms/filter.pdf少なくとも同じであると思われます。
ジョン

はい、まったく同じです:)
ダン

リンクが再び死んだ:(
KyranF

@KyranFは、私は再びそれを見つけたと思う:) portal.ts-muenchen.de/Dateien/filter.pdfを
ダン

@Danすてきな、これは実際に、uniでミニセグウェイを作成したときにファームウェアの設計に使用したものとまったく同じドキュメントです。youtu.be/zOFlJJj8pPA
KyranF

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私は初心者でもあり、ナビゲーション作業の解決策も探しています。あなたと同じように、3軸の加速度計と2Dジャイロスコープで構成されたボードがあります。今まで私はこれについて多くの資料を読んでおり、同様にカルマンフィルターを信号処理に採用することにしました。私はあなたにいくつかの提案を持っていないかもしれませんが、私は前に見たあなたと何かを共有したいと思います。それらを指すリンクがいくつかあります。それがあなたに役立つことを願っています。

  1. カルマンフィルターの紹介
  2. CAS Robot Navigation Toolbox
  3. オープンソースの慣性航法ツールボックス
  4. ナビゲーションに関するプロジェクトのソースコード

私の評判に限定して、私は2つ未満のリンクを投稿する権限しかありません。だから私は以下のように投稿したい他の2つ:


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これはOPにとって有用なリンクのセットですが、OPが投稿した質問に固有のリンクから関連コンテンツの概要も追加した場合、この投稿は価値があります。リンクの腐敗によりリンクが最終的に無効になった場合、この投稿には価値がありません。ありがとう。
アニンドゴーシュ
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