कैसे मैं Accelerometer और Gyroscope के साथ सटीक प्राप्त कर सकता हूं

Question

मैं अंतरिक्ष में वस्तुओं की स्थिति को ट्रैक करने के लिए एक छोटी परियोजना का निर्माण करना चाहता हूं। इसके लिए मैं एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप का उपयोग करने का इरादा रखता हूं।

समस्या यह है कि मैं चाहता हूं कि यह ट्रैकिंग बहुत सटीक हो, और मैं यह पता लगाने में सक्षम नहीं हूं कि आप वास्तव में कितना सटीक हो सकते हैं (उचित राशि के लिए)। क्या हम 1 सेंटीमीटर, या सेंटीमीटर / 1000 की बात कर रहे हैं?

मैं जिस विशिष्ट संयोजन को खरीदना चाहता हूं, वह स्पार्कफुन से है: IMU फ्यूजन बोर्ड - ADXL345 और IMU3000 लेकिन मुझे एक सामान्य उत्तर में अधिक रुचि है, क्योंकि मैं अन्य संयोजनों के साथ जा सकता हूं। हो सकता है कि चश्मे से इसे कैसे निर्धारित किया जाए, इसका सिर्फ एक सामान्य दिशानिर्देश।

Comments

क्या आप डिवाइस को 3 डी स्पेस में रखने की कोशिश कर रहे हैं, या यह किसी तरह से बाधित है? इसके अलावा, क्या आपको स्थिति के अलावा दृष्टिकोण की जानकारी की आवश्यकता है?

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वैसे मैं वास्तव में केवल सापेक्ष पदों की परवाह करता हूं। मुझे इसकी परवाह नहीं है कि यह दुनिया में कहां है (जीपीएस कोर्डर्स या ऐसा कुछ भी)। यह किसी भी तरह से बाध्य नहीं है, लेकिन मैं सही स्थिति प्राप्त करने के लिए हर 15 मिनट में एक बार इसे एक निश्चित स्थिति में ले जा सकता हूं। मुझे वास्तव में घटक के सामने स्थिति 5 या 10 सेमी खोजने की आवश्यकता है, इसलिए मैं अनुमान लगा रहा हूं कि दृष्टिकोण (दिशा) के बिना कठिन होगा।

— रासमस डब्ल्यूएल

संदर्भ स्थिति से कितनी दूर यात्रा करने की आवश्यकता होगी?

— रॉकेटमैग्नेट

अधिकतम 60 सेमी। संभवतः ज्यादातर मामलों में कम (लगभग 35 सेमी)

— रासमुस्सल डब्ल्यूएल

यहाँ सरल उत्तर है "आपके पास कितना पैसा है?"। पैसा = आईएमयू सिस्टम के लिए प्रदर्शन।

— कॉनर वुल्फ

Answer 1

जैसा कि Rocketmagnet ने उल्लेख किया है कि आपकी त्रुटि समय के साथ बढ़ने वाली है। त्रुटि मॉडल आमतौर पर जड़त्वीय नेविगेशन के लिए उपयोग किया जाता है एक घातीय वृद्धि है।

इसे कम करने के लिए आपको बाहरी अपडेट प्रदान करना होगा। आमतौर पर नियोजित तंत्र एक कलमन फ़िल्टर है। जड़त्वीय सेंसर बहुत अच्छी उच्च दर की अपडेट प्रदान करते हैं। आपका बाहरी स्रोत कम दर पर कम सटीक (दीर्घकालिक) अपडेट प्रदान करता है (आमतौर पर जीपीएस जैसी कोई चीज)। ये दोनों आपको एक अच्छा संयुक्त समाधान देने के लिए गठबंधन करते हैं। सभी सिस्टम अपडेट स्रोत के रूप में जीपीएस का उपयोग नहीं करते हैं। उदाहरण के लिए, Nintendo Wii रिमोट के मोर्चे पर IR इमेजर इन अद्यतनों का स्रोत प्रदान करता है।

मैं आपको लागत का एक उदाहरण दूंगा जो चीजों का कोई पहलू नहीं है। मैं एरियल सर्वेक्षण के लिए सिस्टम का निर्माण करता हूं जो 100,000+ यूरो की लागत वाली जड़त्वीय प्रणालियों का उपयोग करता है। इन प्रणालियों और उच्च अंत जियोडैटिक जीपीएस रिसीवरों के साथ, मैं IMU के स्थान को दिन भर में 2 "वॉल्यूम पर इंगित कर सकता हूं जब जीपीएस कवरेज अच्छा होता है। जीपीएस अपडेट (शहरी कैनियन, सुरंगों आदि) की अनुपस्थिति में। 60 सेकंड में हमारे पास लगभग 10 सेमी का एक त्रुटि मार्जिन होता है। इस स्तर के प्रदर्शन वाले सिस्टम आमतौर पर आईटीएआर नियंत्रित सामान होते हैं क्योंकि वे हथियार ग्रेड डिवाइस होते हैं।

कम गुणवत्ता वाले एमईएमएस जड़त्वीय प्रणालियों का उपयोग पूरे दिन कम मांग वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है जो मीटर उप-मीटर स्तर की स्थिति और दृष्टिकोण उपज देता है। ये निम्न गुणवत्ता प्रणालियाँ अभी भी उसी कलमन फ़िल्टरिंग तंत्र को नियोजित करती हैं। इन कम लागत वाली इकाइयों के लिए वास्तविक नकारात्मक पक्ष यह है कि आपकी बहाव त्रुटि बहुत तेज दर से बढ़ेगी।

संपादित करें:

अपने प्रश्न का उत्तर देने के लिए कि IMU में क्या देखना महत्वपूर्ण है। कुछ चीजें हैं जिन्हें आप देखना चाहते हैं। पहला तापमान स्थिरता है। कुछ एमईएमएस सेंसर में ऐसे आउटपुट होने वाले हैं जो तापमान सीमा के अनुसार 10% तक भिन्न होते हैं। यदि आप ऑपरेशन के दौरान लगातार तापमान पर हैं, तो यह कोई फर्क नहीं पड़ता।

गौर करने वाली अगली बात यह है कि जियो शोर वर्णक्रमीय घनत्व है। जाहिर है कम शोर बेहतर राशि। नीचे दिए गए लिंक में वर्णक्रमीय शोर घनत्व से बहाव (प्रति डिग्री समय में) कैसे प्राप्त किया जाए, इसके बारे में दस्तावेज़ीकरण दिया गया है। http://www.xbow.com/pdf/AngleRandomWalkAppNote.pdf

त्वरण के लिए आप शोर के अलावा संवेदनशीलता, और पूर्वाग्रह को देखना चाहते हैं। शोर स्तर आपको इस बात का अंदाजा देगा कि आप कितनी जल्दी त्रुटि को एकीकृत करने जा रहे हैं।

Comments

शानदार और सूचनात्मक उत्तर :) मूल रूप से मुझे हर समय बहुत सटीक माप की आवश्यकता होती है (हम यहां एक मिलीमीटर बात कर रहे हैं), आंदोलन बहुत बड़ा नहीं है (अधिकतम 1 मीटर), इसलिए यदि स्थिति 10 सेमी से दूर है यह वास्तव में इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। --- मुझे नहीं पता कि आप चुंबकीय ट्रैकर के बारे में पूछ रहे हैं या नहीं, इसलिए मैं Rocketmagnets पोस्ट पर टिप्पणी पोस्ट

— करूंगा

आपने जो कहा है उसे देखते हुए आप इसे प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं, ऐसा लगता है कि आपकी समस्या को हल करने के लिए एक जड़त्वीय समाधान गलत तकनीक है। दुर्भाग्य से प्रदर्शन के वे स्तर अभी आम जनता के लिए उपलब्ध नहीं हैं। इस डेटाशीट में विभिन्न जीपीएस आउटेज (अनिवार्य रूप से आपका आवेदन) के लिए सूचीबद्ध स्थिति त्रुटियों की एक सूची है। इस IMU की लागत 70k यूरो है, और 5 मिनट के बाद यह 40 सेमी से बाहर है।

— १

ठीक है, लगता है कि आप सही हैं। यह काम नहीं कर रहा है। लेकिन सभी मदद के लिए धन्यवाद!

— रासमस डब्ल्यूएल

मुझे नहीं पता कि आपका आवेदन क्या है या आपकी सीमाएं क्या हैं, लेकिन यहां एक सुझाव है। शायद अगर आपके पास एक कृत्रिम हाथ आपके संदर्भ का बिंदु हो, तो आपको वह सटीकता मिल जाएगी जिसकी आपको आवश्यकता है। फेरो बांह जैसा कुछ । प्रत्येक संयुक्त में एन्कोडर्स के साथ एक हाथ बनाएं। फिर बस गणित हो जाता है! जाहिर है कि आप के रूप में वे के रूप में सटीक होने की जरूरत नहीं होगी, लेकिन यह कैसे आप होना चाहते हैं करने के लिए पाने के लिए पर एक विचार है।

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सुझाव के लिए धन्यवाद, लेकिन वह मेरे लिए काम नहीं करेगा। मुझे लगा कि यह संभव नहीं है, इसलिए मेरा ज्ञानवर्धन करने के लिए धन्यवाद :)

— RasmusWL

Answer 2

आपके द्वारा प्राप्त की गई सटीकता समय पर निर्भर है। जितना अधिक आप इसका उपयोग करेंगे, त्रुटि उतनी ही बढ़ती जाएगी। थोड़े समय के लिए (सेकंड के एक जोड़े), सटीक 1 मिमी से कम, बहुत अच्छा हो सकता है। हालाँकि, क्योंकि IMU का कोई निश्चित स्थान संदर्भ नहीं है, इसलिए एकीकरण त्रुटियां समाप्त हो जाएंगी, और अंततः आप पारस्क हो जाएंगे, और प्रकाश की गति से यात्रा करेंगे।

अच्छा रोटेशन सटीकता प्राप्त करने के लिए, आप 3-अक्ष कम्पास को जोड़ सकते हैं। अच्छी स्थिति सटीकता प्राप्त करने के लिए, आपको किसी प्रकार के स्थिति संदर्भ की आवश्यकता होती है। वास्तव में यह क्या इस बात पर निर्भर करता है कि आप उपकरण को कितनी दूर तक यात्रा करना चाहते हैं।

यदि आप केवल एक मीटर की यात्रा करना चाहते हैं, तो मैं आईएमयू के बारे में भूल जाने और मिनीबर्ड की तरह एक चुंबकीय ट्रकर का उपयोग करने की सलाह देता हूं ।

लंबी दूरी के लिए आप जीपीएस का उपयोग कर सकते हैं।

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जवाब के लिए धन्यवाद। मैंने मिनीबर्ड के बारे में कुछ और सवाल पूछना शुरू किया, लेकिन फिर कीमत पर ध्यान दिया। क्या कीमत कम रखने का कोई तरीका होगा, और अभी भी लगभग 1 मिमी की सटीकता है? मेरे पास हर सेकंड में एक बार स्थिति को रीसेट करने की क्षमता होगी, लेकिन मैं देख सकता हूं कि यह 60 सेकंड पर 10 सेमी से दूर जाने में मदद नहीं करेगा।

— रासमस डब्ल्यूएल

वाह .. उस टिप्पणी में एक त्रुटि थी, निश्चित रूप से मैं इसे हर सेकंड रीसेट नहीं कर सकता: डी एक बार हर 15 मिनट या तो।

— रासमस डब्ल्यूएल