Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 18 янв 2020, 16:14

Часовой пояс: UTC + 5 часов



JLCPCB – Прототипы печатных плат за $2/10pcs (Любой цвет!)
Крупнейший производитель печатных плат и прототипов. Более 600000 клиентов и свыше 10000 заказов в день!
Получите скидку на почтовую отправку при первом заказе в JLCPCB!

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 8 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Построение траектории движения с цифровым 3d компасом
СообщениеДобавлено: 10 фев 2017, 01:17 
Здравствуйте!

Зарегистрирован: 10 фев 2017, 00:35
Сообщения: 4
Построение траектории движения с цифровым 3d компасом
Возможно ли создание универсального алгоритма с калибровкой под конкретного юзера? Понятно, что будет разница при беге, прыжках, движении на лыжах, роликах, но хотя бы для начала под обычный шаг. В цифровых китайских часах с мобильным телефоном эта функция реализована, правда не всегда хорошо, когда отключен gps. Ну и хотя в правилах сказано, независимо от железа, то применительно к такому алгоритму, это означает лишь усложнение его. Поэтому если можно, давайте рассматривать AK09911 ASAHI KASEI с ее ограничениями.
14-bit data out for each 3-axis magnetic component
Sensitivity: 0.6 µT/LSB (typ.)
I2C bus interface
Standard, Fast and High-speed mode (up to 2.5 MHz) compliant with Philips I2C specification Ver.2.1
Ограничений по памяти хранения данных принимать не надо и мощностью обрабатывающего процессора. Любой отсчет производится между состояниями "псевдопокоя". Но чтобы их обнаружить должны быть более частые замеры, которые передавать на верхний уровень не требуется? Система должна различать состояния: сели, встали, движение. Падение, кстати, как частный и сложный случай движения. Движение ползком и перекатом тоже движения. Всякие "мертвые зоны", связанные с отказами железа должны фиксироваться и при невозможности экстраполяции с заданной вероятностью, должны прерывать выполнение программы. Если есть gps у верхнего уровня в этом случае он должен корректировать местоположение компаса. Понятно, чтобы не вводить антропометрические данные конкретного индивидуума, нужен "режим обучения" по звуковым сигналам( сообщениям). Простейшие: один шаг с правой ноги, один шаг с левой ноги, присядьте, встаньте, повернитесь направо, налево, кругом, лягте, встаньте, поднимите руки над головой( если компас на одной из рук, то и ходьба с бегом, будут выглядеть по другому). Примечание: размещение в кармане свободно облегающей одежды, в сумке и рюкзаке пока не рассматриваем, так как в этом случае компасов должно быть 2 штуки или я не прав?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Построение траектории движения с цифровым 3d компасом
СообщениеДобавлено: 10 фев 2017, 01:44 
Старожил

Зарегистрирован: 19 мар 2013, 19:37
Сообщения: 2634
Откуда: Санкт-Петербург
Будьте проще. Нет данных о координатах (gps) - считаем шаги, а направление можно и правда с компаса взять.
Есть - объединяем с данными подсчёта шагов (калман или попросту альфа-бета фильтр) и калибруете шагомер.

А про идею инерциальной навигационной системы забудьте, там запредельные точности нужны, иначе накапливающаяся погрешность всё убьёт.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Построение траектории движения с цифровым 3d компасом
СообщениеДобавлено: 10 фев 2017, 13:10 
Здравствуйте!

Зарегистрирован: 10 фев 2017, 00:35
Сообщения: 4
aamonster писал(а):
Будьте проще. Нет данных о координатах (gps) - считаем шаги, а направление можно и правда с компаса взять.
Есть - объединяем с данными подсчёта шагов (калман или попросту альфа-бета фильтр) и калибруете шагомер.

А про идею инерциальной навигационной системы забудьте, там запредельные точности нужны, иначе накапливающаяся погрешность всё убьёт.

14 бит разве не хватит на то, чтобы отследить движение руками, скачки-прыжки при беге и прочие изменения состояния тела человека?
У кого есть в руках аналогичный цифровой компас, отпишитесь, есть разница в показаниях при подобных манипуляциях или нет? Если ж он только на повороты в одной плоскости реагирует, то почему тогда 3D? Накапливающаяся ошибка это понятно. Но если его использовать для фиксации определенных движений свойственных данному "механизму" конкретному ли человеку или иному, то ее можно оценить ( она же конечна). Не стоит цель точного наведения на объект, а лишь распознавание определенных видов движений и подсчет их количества в течение заданного времени и фиксация каждого состояния в виде траектории. То есть именно столько-то определенных движений в этом направлении, столько-то в ином. Где можно использовать? Да как компас с памятью. Нет gps и не надо. Функции "веди назад" достаточно.
Просто считать шаги не получится по любому. Побежали, споткнулись, начали перелезать в лесу через дерево. А так получится только по комнате, квартире шаги считать, и даже в двухэтажной квартире уже не будет работать.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Построение траектории движения с цифровым 3d компасом
СообщениеДобавлено: 10 фев 2017, 13:24 
Старожил

Зарегистрирован: 19 мар 2013, 19:37
Сообщения: 2634
Откуда: Санкт-Петербург
3D - потому, что он показывает _вектор_ магнитного поля (который, кстати, в наших широтах ближе к вертикали - лишь чуть наклонён к северу; так что чтобы получить осмысленное направление на север - приходится ещё получать с акселерометра направление вниз и строить проекцию вектора магнитного поля на горизонтальную плоскость).
Ещё компас обычно неслабо колбасит - итого для нормального пользования им желателен гироскоп (он отслеживает быстрые повороты пользователя, а в долговременной перспективе направление смотрим по компасу).
Итого связка компас-акселерометр-гироскоп после обработки более-менее даёт вам направление в пространстве.

Для жестов/шагомера это даже избыточно - фитнес-браслеты считают шаги, пользуясь одним лишь акселерометром (встряхиваешь с определённой периодичностью - считает шаги).

Так что компас с памятью вполне получается из связки компас+шагомер, что-то более сложное без GPS вряд ли будет существенно более эффективно.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Построение траектории движения с цифровым 3d компасом
СообщениеДобавлено: 10 фев 2017, 20:08 
Здравствуйте!

Зарегистрирован: 10 фев 2017, 00:35
Сообщения: 4
aamonster писал(а):
3D - потому, что он показывает _вектор_ магнитного поля (который, кстати, в наших широтах ближе к вертикали - лишь чуть наклонён к северу; так что чтобы получить осмысленное направление на север - приходится ещё получать с акселерометра направление вниз и строить проекцию вектора магнитного поля на горизонтальную плоскость).
Ещё компас обычно неслабо колбасит -
ага, значит он чувствует изменение положения от этого вектора и генерит непрерывно проекции этого вектора на нечто внутри себя? То есть там, как я понял из функциональной схемы, ортогональная тройка датчиков Холла с усилителями и АЦП переключаемым на каждый датчик поочередно ( циклически и/или программно?). То есть есть можно зафиксировать за нулевое расположение этих "трех осей" некоторое положение микросхемы в пространстве, например, соответствующее стоящему человеку, на котором прочно закреплен датчик на определенном месте, например, на ремне с правого бока вдоль тела, или на запястье одной из рук, или на голове в фонарике. Важно только, чтобы или расположение не менялось, или оно не менялось в движении( изменении состояния тела). Если при любом движении тела показания начинают хоть как-то меняться, то это как раз то, что нужно. Про быстрые повороты, он может ведь перепрограммировать частоту отсчетов? Если не успевает, тогда да, что-то нужно добавлять, хоть вот на том же Aliexpress вроде есть навороченные чипы и 6DOF и 9DOF и даже с "процессором движений". Но беда в том, что вроде это не софтверно там реализовано и как, кто его знает, так не лучше ли тогда взять более примитивный чип и все делать самому на "верхнем уровне" Еще можно, как я понял, прикрепить на одежду неодимовые магниты и тогда при движении будет мерить суперпозицию их полей, а не более слабого магнитного поля Земли. GPS все же желательно полностью исключить - это не нужные постоянные расходы+симка+дополнительная мощность проца и энергопотребление связанное с этим. Не говоря уже о том, что зачем нам ситуация, когда не мы отслеживаем, куда движемся, а нас отслеживают ))


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Построение траектории движения с цифровым 3d компасом
СообщениеДобавлено: 10 фев 2017, 21:46 
Старожил

Зарегистрирован: 10 июн 2011, 23:01
Сообщения: 3356
avisv писал(а):
14 бит разве не хватит на то, чтобы отследить движение руками, скачки-прыжки при беге и прочие изменения состояния тела человека?

14 бит это конечно хорошо, только вот поле земли 30-50мкТл, из них, как уже отметили, в нашей солнечной стране горизонтального поля 5-10мкТл.
при 0.6 мкТл/lsb брюки превращаются, превращаются брюки в элегантные шорты эффективных разрядов остаётся 3-4.
и это разрешение, а какие там шумы и дрейфы остаётся только гадать, производитель указать видимо постеснялся,
одно только смещение 500LSB = 300мкТл - в десять раз больше земного поля.

у мелексиса вроде поаккуратнее магнитометры были.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Построение траектории движения с цифровым 3d компасом
СообщениеДобавлено: 10 фев 2017, 21:48 
Старожил

Зарегистрирован: 19 мар 2013, 19:37
Сообщения: 2634
Откуда: Санкт-Петербург
Про "делать самому на верхнем уровне" - лучше пока забудьте, это не то чтобы нереально, но достаточно сложно, и может быть оправдано только при очень большом тираже - либо, напротив, если вам нужно только изучить, как это делается. (программа-минимум, чтобы ввязываться в изучение - быть на "ты" с матричным/тензорным исчислением и знать основы статистики).

Для gps, кстати, симка не нужна, да и жрёт не так уж много. Плюс, возможно, удастся сэкономить, если координаты с gps получать лишь изредка (например, когда компас определил изменение направления движения.

Но всё же советую не замахиваться сразу на серьёзную задачу, а сделать шагомер, а потом начать его совершенствовать.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Построение траектории движения с цифровым 3d компасом
СообщениеДобавлено: 11 фев 2017, 14:13 
Здравствуйте!

Зарегистрирован: 10 фев 2017, 00:35
Сообщения: 4
_pv писал(а):
avisv писал(а):
14 бит разве не хватит на то, чтобы отследить движение руками, скачки-прыжки при беге и прочие изменения состояния тела человека?

14 бит это конечно хорошо, только вот поле земли 30-50мкТл, из них, как уже отметили, в нашей солнечной стране горизонтального поля 5-10мкТл.
при 0.6 мкТл/lsb брюки превращаются, превращаются брюки в элегантные шорты эффективных разрядов остаётся 3-4.
и это разрешение, а какие там шумы и дрейфы остаётся только гадать, производитель указать видимо постеснялся,
одно только смещение 500LSB = 300мкТл - в десять раз больше земного поля.

у мелексиса вроде поаккуратнее магнитометры были.

про проекцию понятно,а модуль самого вектора по величине 50 мкТл? или 500 мкТл? Если же поля Земли окажется недостаточно, надо будет размещать магниты( постоянные или электромагниты, управляемые по BT) на запястьях и в стельках и отслеживать изменение суперпозиции их вектора, что кончено усложнит жизнь. Все представленные на рынке недорогие( <$15 c платой) 3d магнитометры пока не рассматривал, этот распространен, так как кто-то его использовал для Arduino. Но основная идея - попробовать идентифицировать различные движения человека и роботов на основе цифрового 3d компаса без gps и уже на их основе получать траекторию движения. Если жизнь покажет, что это нереально, то отрицательный результат он ведь тоже результат.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 8 ] 


Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: demiurg1978


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB