Kysymys:
Nopeuden ja sijainnin löytäminen pienelle etäisyydelle IMU-antureista
TheLazy
2020-07-13 12:22:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Työskentelen nopeuden ja siirtymän löytämiseksi IMU-anturista (MPU9250). Minulla on Navio2 RPi4 -asetus, joka antaa minulle raakatietoja (kiihtyvyys, gyro, magneettinen).

Tutkimukseni mukaan tämä voidaan tehdä seuraavalla menetelmällä;

  1. Asennon löytäminen raakatiedoista. (Kvaternionimenetelmällä tai muunnosmatriisilla)

  2. Kun asennetiedot ovat saatavilla, laske kiihdytystietoihin vaikuttava painovoima ja poista painovoima kiihtyvyydestä löytääksesi lineaarisen kiihtyvyyden

  3. Integroi laskettu lineaarikiihdytys nopeuden ja sijainnin löytämiseksi.

Edellä olevien ohjeiden mukaisesti pystyin laskemaan IMU-anturin asenne seuraamalla Navio2: n esimerkkiä. Esimerkki käyttää Quaternion-menetelmää (Mahony-suodatin) sulauttamaan raakatiedot ja antamaan kvaternionit.

Lähtö on vahvistettu ja toimii täydellisesti. Nyt minun on siirryttävä vaiheeseen 2 eli löydettävä kiihtyvyyteen vaikuttava painovoima.

Kvaternionien käyttö painovoiman löytämiseen:

  gx = (2 * (q1 *) q3 - q0 * q2)); gy = (2 * (q0 * q1 + q2 * q3)); gz = ((q0 * q0) - (q1 * q1) - (q2 * q2) + (q3 * q3) );  

Nämä painovoima-arvot vähennetään kiihdytystiedoista lineaarisen kiihtyvyyden löytämiseksi. Kun lineaarinen kiihtyvyys on käytettävissä, sen integrointi ajan kanssa antaa nopeuden ja sijainnin. Toteutusta kokeillaan siirtämällä IMU-anturi 100 cm: iin. Aseman tuotos ei kuitenkaan ole odotettua. Raakatiedon yksiköistä on huolehdittu vain siitä, että terveystarkastus toteutuksen kanssa.

Olen muuttanut muuntamaan kvaternionit takaisin pyörimismatriisiksi ja laskemaan nopeus- ja sijaintitiedot.

Kysymykseni on, kuinka löytää kiihtyvyyteen vaikuttava painovoima Quaternionista muunnetun kiertomatriisin avulla.

Pyydän yhteisöä auttamaan minua arvokkailla panoksillaan ja viitteillään. .

Kiitos.

Ehkä yritä kysyä tätä osoitteessa Electronics.SE, jos et saa vastauksia täältä. Tarvitset kiihtyvyystietojen lisäksi tämän anturin gyroskooppiosan. Sitten sinun on laskettava nykyinen kiertosi suhteessa maan gravitaatiovektoriin ja sitten sinun on otettava se pois mitatusta kiihtyvyydestäsi. Koska nopeutta, sijaintia tai nykyistä pyörimistä ei voida mitata suoraan, voit vain olettaa, että kun kokonaiskiihtyvyys on 9,81 +/- 2%, se on todennäköisesti edelleen ja alaspäin, joten voit kalibroida sen tällä tavalla.
üks vastaus:
Kenn Sebesta
2020-08-01 01:16:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tämä on paras kirottu viittaus kiertoihin: edustava asenne: Eulerin kulmat, yksikön kvaternionit ja kierto, kirjoittanut James Diebel Stanfordin yliopistosta (päivätty 20.10.2006).

Et ole määrittänyt, mutta käytät melkein varmasti Tait-Bryan-sopimusta - joka on ensin haaroitus, sitten nousu, sitten rulla - pyörimisakseleille. Käytät mahdollisesti myös NED: tä käännösakseleille, mutta se ei ole yhtä selvää.

Näet kaikki yhdistelmät sek. 5.6.1 yllä olevassa linkissä. Voit tarkistaa, että olet määrittänyt kvaternionisi oikein kiertomatriisiin. Kyltin arvon sekoittaminen on erittäin helppoa. Kiinnitä erityistä huomiota siihen, että kiertomatriisin käänteinen muoto on sen transponoitu, joten on erittäin helppoa saada oikeat kiertomatriisiarvot, mutta transponoidussa järjestyksessä.

Päästäksesi kysymykseesi käyttämällä eqn-koodia . Kuvasta 35 näet, kuinka inertiaalinen kehyskiihtyvyys kartoitetaan rungon kehykseen kiertomatriisin avulla. Se on yksinkertainen matriisikertaus, ja sinun tapauksessasi, olettaen NED, vektori z on [0;0;9.805].

Viimeiseksi, Ehdotan, että tämä toimisi ensin simulaatiossa, ennen kuin kokeilet empiiristä. Kierrot ovat hankalia, koska ne ovat niin pedanttisia, ja niihin on helppo lähestyä taaksepäin.

Tässä on [viittaamasi asiakirjan pdf-versio] (https://www.astro.rug.nl/software/kapteyn/_downloads/fa29752e4cd69adcfa2fc03b1c020f4e/attitude.pdf) Groningenin yliopistosta.
Näyttää hyvältä, vaikka pidän parempana CiteSeer-linkistä (jolla on myös PDF), koska mielestäni ilman empiiristä näyttöä on todennäköisempää, että se toimii 10 tai 20 vuoden kuluttua.
Ymmärrän kyllä. Olen ehdottanut muokkausta, jotta linkissä näkyy paperin otsikko - siltä varalta, että myös CiteSeer laskee!
Se on hieno lisäys, kiitos!


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 4.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...