İvmeölçer ve Jiroskop ile Nasıl Hassas Olabilirim

Uzaydaki nesnelerin konumunu izlemek için küçük bir proje yapmak istiyorum. Bunun için bir ivmeölçer ve bir jiroskop kullanmayı düşünüyorum.

Sorun şu ki, bu izlemenin çok hassas olmasını istiyorum ve gerçekten ne kadar hassas olabileceğinizi anlayamadım (adil bir miktar para için). 1 santimetre mi yoksa santimetre / 1000 mi konuşuyoruz?

Satın almak istediğim özel kombinasyon SparkFun'dan: IMU Fusion Board - ADXL345 & IMU3000 Ama diğer kombinasyonlarla gidebileceğim için genel bir cevapla daha fazla ilgileniyorum. Belki de teknik özelliklerden nasıl belirleneceğine dair genel bir kılavuz.

Rocketmagnet'in belirttiği gibi, hatanız zamanla büyüyecektir. Ataletsel seyrüseferde kullanılan hata modeli üstel bir büyümedir.

Bunu en aza indirmek için harici güncellemeler sağlamanız gerekir. Tipik olarak kullanılan mekanizma bir Kalman Filtresidir. Ataletsel sensörler çok iyi yüksek hızlı güncellemeler sağlar. Harici kaynağınız daha düşük oranda (genellikle GPS gibi bir şey) daha az doğru ancak uzun vadeli kararlı güncellemeler sağlar. Bu ikisi bir araya gelerek size iyi bir kombine çözüm sunar. Tüm sistemler güncelleme kaynağı olarak GPS kullanmaz. Örneğin, Nintendo Wii uzaktan kumandanın önündeki IR görüntüleyici bu güncellemelerin kaynağını sağlar.

Size maliyetin bir örneğini vereceğim. 100.000+ Euro'ya kadar atalet sistemlerini kullanan hava araştırmaları için sistemler inşa ediyorum. Bu sistemler ve üst düzey jeodezik GPS alıcıları ile, IMU'nun konumunu GPS kapsamı iyi olduğunda gün boyu 2 "birime sabitleyebilirim. GPS güncellemelerinin (kentsel kanyonlar, tüneller vb.) 60 saniyelik bir hata payı yaklaşık 10 cm'dir.Bu performans seviyesine sahip sistemler tipik olarak ITAR kontrollü mallardır çünkü silah sınıfı cihazlardır.

Düşük kaliteli MEMS atalet sistemleri gün boyu daha az zorlu uygulamalarda kullanılır ve sayaç alt metre seviyesi konumu ve tutumu sağlar. Bu düşük kaliteli sistemler hala aynı Kalman Filtreleme mekanizmasını kullanmaktadır. Bu düşük maliyetli birimlerin gerçek dezavantajı, sürüklenme hatanızın çok daha hızlı bir şekilde büyüyeceğidir.

Düzenle:

Bir IMU'da nelerin aranması gerektiği konusunda sorunuzu cevaplamak için. Bakmak istediğiniz birkaç şey var. Birincisi sıcaklık kararlılığıdır. Bazı MEMS sensörleri, sıcaklık aralığında% 10'a varan oranda değişen çıkışlara sahip olacaktır. Çalışma sırasında sabit bir sıcaklıktaysanız bunlar önemli olmayabilir.

Dikkate alınacak bir sonraki şey cayro gürültü spektral yoğunluğudur. Açıkçası gürültü miktarı ne kadar düşükse o kadar iyidir. Aşağıdaki bağlantı, spektral gürültü yoğunluğundan sapmaya (birim zaman başına derece cinsinden) nasıl ulaşılacağı ile ilgili belgeleri sunmaktadır. http://www.xbow.com/pdf/AngleRandomWalkAppNote.pdf

Hızlanma için gürültüye ek olarak hassasiyete ve yanlılığa bakmak istersiniz. Gürültü seviyesi, hatayı ne kadar çabuk entegre edeceğiniz konusunda size bir fikir verecektir.

Aldığınız hassasiyet zamana bağlıdır. Ne kadar uzun süre kullanırsanız, hata o kadar artacaktır. Kısa bir süre (birkaç saniye), hassasiyet 1 mm'den az oldukça iyi olabilir. Bununla birlikte, bir IMU'nun sabit konum referansı olmadığından, entegrasyon hataları akacaktır ve sonunda parsekler kapanacak ve ışık hızında seyahat edeceksiniz.

İyi dönme doğruluğu elde etmek için 3 eksenli bir pusula ekleyebilirsiniz. İyi bir pozisyon doğruluğu elde etmek için bir çeşit pozisyon referansına ihtiyacınız vardır. Bunun tam olarak ne olduğu, cihazın ne kadar seyahat etmesini istediğinize bağlıdır.

Sadece bir metre kadar seyahat etmek istiyorsanız, IMU'yu unutmanızı ve miniBIRD gibi manyetik bir trcker kullanmanızı tavsiye ederim .

Daha uzun bir mesafe için GPS kullanabilirsiniz.