Микроконтролери и електроника
http://mcu-bg.com/mcu_site/

Определяне на положението с IMU
http://mcu-bg.com/mcu_site/viewtopic.php?f=2&t=16355
Страница 1 от 2

Автор:  fred [ Съб Фев 09, 2019 5:08 pm ]
Заглавие:  Определяне на положението с IMU

Някой с опит в разработването на устройства с акселерометър/IMU може ли да каже каква е максимално постижимата точност на определяне на положението с тях? Условията в които ще измерва са: праволинейно движение на дистанция 0-15м, наклон 0-45 градуса, скорост 0-1м/сек. Относително равномерно движение от лебедка или хидравличен цилиндър но все пак са възможни неравномерности. Естествено и ускоренията при спиране/тръгване. Става дума за масовите сензори, не нещо супер специално с военно предназначение.

Автор:  gicho [ Съб Фев 09, 2019 6:53 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

Ако няма други скрити козове да се референцира от време на време, не го виждам да стане изобщо. Имам предвид ако се знае че винаги сменя в някаква известна точка примерно ще е горница информация, ама само с акселерометър да интегрираш ускорение през скорост до позиция и да получиш нещо вярно - не го вярвам.

Автор:  fred [ Съб Фев 09, 2019 7:02 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

gicho написа:
Ако няма други скрити козове да се референцира от време на време, не го виждам да стане изобщо. Имам предвид ако се знае че винаги сменя в някаква известна точка примерно ще е горница информация, ама само с акселерометър да интегрираш ускорение през скорост до позиция и да получиш нещо вярно - не го вярвам.

Референция има понеже интервала на измерване е известен, от порядъка 9 до 15м. Не се изменя непрекъснато ами е например 9 метра, 100 пъти тръгва и спира, началната и крайната точка се знаят за всеки цикъл. И трябва да привържа измерванията към положението вътре в цикъла, примерно на всеки 10см. Същото и за ъгъла, и той е постоянен за тези 100 измервания. И за тези общо 900 метра се знаят началото и края. Т.е. грешката може и да се разхвърля.

Автор:  gicho [ Пон Фев 11, 2019 9:02 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

Нещо оптично (лазерно) или ултразвуково не може ли да се сложи? Да се мери директно необходимата физическа величина, вместо да се интегрира двойно?
Има прости датчици от типа на лазерните рулетки - измерват отражението. Ако 1-2см са приемлива грешка може да се постигне лесно.

Автор:  fred [ Пон Фев 11, 2019 9:22 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

gicho написа:
Нещо оптично (лазерно) или ултразвуково не може ли да се сложи? Да се мери директно необходимата физическа величина, вместо да се интегрира двойно?
Има прости датчици от типа на лазерните рулетки - измерват отражението. Ако 1-2см са приемлива грешка може да се постигне лесно.

За съжаление не може :( иначе нямаше да пиша тук. Автономно устройство което няма връзка с началната точка. Бях останал с впечатлението, че тук има хора които работят с IMU, май е на някакви птици или диви животни ги бяха слагали. Но явно там е участвали GPS, твърде големи дистанции са.

Не невъзможна задачата, в една статия четох 50см грешка на 500м. Да не говоря какво постигат с военни устройства, крилатите ракети на хиляди километри летят и т.н. Но всичко иска много скъпи сензори а номерът е да се направи максимално евтино. Не е прилагано досега така че и скромен резултат ще впечатли.

Автор:  ilkor [ Пон Фев 11, 2019 9:43 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

С излизането на Bluetooth 5.1 много се заговори за неговите възможности за локализация с точност под метър.
Номерът е обаче че не се измерва разстояние, а ъгъл между устройство локатор и елементарен преносим таг.
Измерването е триизмерно така че ако имаш 2-3 локатора на фиксирани позиции предполагам можеш да определиш местоположението на обекта в пространството.
Има доста материали в интернет и клипове демонстриращи как работи.
Трябва да потърсиш за "Angle of Arrival" или "Angle of Departure" - това са двата варианта в които локализацията се извършва в локатора (Angle of Arrival) или в обекта (Angle of Departure)
Говори се за точност от порядъка на 3-5 градуса.

Виж дали това няма да е полезно?

https://www.youtube.com/watch?v=c3XqbEKmNcM

Изображение

Автор:  fred [ Пон Фев 11, 2019 10:06 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

Не, каквито и да са методи с някаква опорна точка с която се комуникира по какъвто и ще да е начин са неприложими. Само автономно устройство разчитащо единствено на себе си. Отгоре и на това и GPS не може да му се сложи защото е под земята, също и магнитного поле на Земята е недостъпно.

Автор:  ToHu [ Пон Фев 11, 2019 10:23 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

Не е невъзможно, но само с IMU твърдотелно не знам, някакво истинско жиро или не е възможно ?

Автор:  gicho [ Вто Фев 12, 2019 11:06 am ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

Това автономно устройство лети ли? Ако има контакт с земята не може ли да се сложи енкодер на него и да си брои пътя напред и назад?

Автор:  ToHu [ Вто Фев 12, 2019 11:48 am ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

Доколкото разбирам то се движи под земята, Фред е започнал да слага дистанционни на къртици :)

Автор:  al_at [ Вто Фев 12, 2019 12:04 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

Изглежда, че не е невъзможно. Трябват 3-осни акселерометри и жироскопи и доста сложна математика.
Ето една статия, която дава представа за грешките на акселерометъра и жироскопа на телефон Nexus S.
Може би един телефон с акселерометър и жироскоп е добра среда за проби.
https://www.diva-portal.org/smash/get/d ... TEXT02.pdf
(след 13 стр.)
Има IMU на Analog Devices с няколко порядъка по-висока точност. Но и цените им са безумни.

Автор:  fred [ Вто Фев 12, 2019 12:20 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

gicho написа:
Това автономно устройство лети ли? Ако има контакт с земята не може ли да се сложи енкодер на него и да си брои пътя напред и назад?

Не лети в буквалният смисъл но няма контакт с земята или някаква друга повърхност.Движи се по една траектория сравнително праволинейна, периодично тръгва и спира в интервал с известна дължина и това може да се използва като опорна точка, под земята е и няма връзка с повърхността или някакви опорни точки, няма достъп до GPS, дори до магнитното поле на земята няма защото е екранирано с желязо и това не може да се промени... Единствено останаха ускоренията защото движението е практически по едната ос която съвпада с оста на устройството.

Жироскопите са необходими когато има завъртане около ос но точно в това устройство това не е необходимо, движението е надлъжно по оста на сензора и завъртането е без значение. За в бъдеще е възможно развитие в тази насока и тогава става съвсем кофти защото жироскопите освен шум имат и доста голям дрейф.

Задачата може да се реши, правено е макар и за друга област /но доста скъпо/ иначе нямаше и да се захвана с нея. Проблемът е да бъде решена евтино и с приемлива точност. Най-малкото защото съм на етап проверка на идея и демонстрационен макет и парите ги вадя от собственият джоб. Аз досега обръщах внимание на точността на сензорите и разрешаващата способност, но явно вече трябва да внимавам и за шума в изходният сигнал на акселерометъра, може да се окаже решаващо за точността.

Ще проуча какво има но ето това от SparkFun като че ли става за начало. Защото освен сензорите има и микроконтролер а при мен фактически става дума за Data Logger с автономно захранване. И освен това именно поради шума в сигнала на сензора използват филтри на Калман и други софтуерни трикове за обработката му.Освен това се ползват готови библиотеки за обработката до ниво кватерниони. По-сложно е отколкото ми трябва но и $40-50 не са чак толкова големи пари. Като го купя ще го поразходя из парка да видя какво ще се получи като резултат.

https://www.sparkfun.com/products/14001
Изображение

Има и по-евтини в които обработката на сигнала е дадена на специализиран чип но пък там няма микроконтролер който да записва в паметта, трябва да се слага допълнително.

https://www.aliexpress.com/item/Absolut ... 65847.html
Изображение

В крайна сметка трябва да се стигне до нещо подобно. Малко са я понадули цената до $250 но ако експериментите и демонстрациите покажат сериозен интерес може и на него да се мине. Или на сензорите му, пишат че дават 10 пъти по-добра точност от Калман.

https://yostlabs.com/product/3-space-data-logger/
Изображение

Автор:  ToHu [ Вто Фев 12, 2019 12:47 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

Значи, ако ти е известна траекторията на движение и искаш да намериш само неговото положение, да една ос би трябвало да е достатъчна, въпреки че аз бих използвал и трите. дали е една или три не е много по-сложно, и сметките не са кой знае колко сложни, нарича се система за инерционна навигация, прилага се от 60-те, да не говорим че и фау е имало подобна навигация но механична. това се движи до колкото разбирам в тръбопровод или нещо такова.
п.с. може да го допълниш или дублираш с оптично отчитане на изминатото разстояние.

Автор:  fred [ Вто Фев 12, 2019 12:53 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

ToHu написа:
Доколкото разбирам то се движи под земята, Фред е започнал да слага дистанционни на къртици :)

Добра идея! Ако успея да намеря някакви застрашени от изчезване къртици доста парици мога да смъкна с някоя евро-еко-програма :)

Едни приятели така две години "спасяваха" някакви редки червеногъзи патки. Обитавали някакво блато насред което от стар изоставен сондаж от 2-3000м дълбочина блика гореща към 90 градуса вода пълна с минерали и отрови. И приятелите 2 години хладнокръвно мерят замърсяването, чертая карти с изолинии, някакви чужди баби идват и охкат за горките патки...

Всичко това лятно време защото блатото на брега на морето. Вместо просто да се завари един капак на сондажа или да се извърши стандартната операция "ликвидиране на водоприток с циментиране". Е, не е евтино за тези дълбочини и налягания, не се и знае и дали ще стане, но пък от картите и изолиниите гарантирано нямаше да им стане по-добре на патките.

Така че ако знаете някаква заплашена еко-къртица обаждайте се, давам процент :)

Автор:  fred [ Вто Фев 12, 2019 1:02 pm ]
Заглавие:  Re: Определяне на положението с IMU

ToHu написа:
Значи, ако ти е известна траекторията на движение и искаш да намериш само неговото положение, да една ос би трябвало да е достатъчна,

Траекторията може да се измери и я мерят, но е скъпичко. Така че като първо приближение тези 10 метрови интервали ги смятаме за права линия и ги използваме като репер при други измервания, и без това я мерят траекторията приблизително в такъв интервал. А пък за 3D пространството те вече са се набутали със съответният уред. Може да се мисли за разработване на нещо по-евтино за измерване на траекторията но не ми се занимава, само като си помисля за калибриране и стендове и ми се завива свят. Отгоре на това и серията е мижава.

Страница 1 от 2 Часовете са според зоната UTC + 2 часа [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/