Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 19 сен 2018, 04:41

Часовой пояс: UTC + 5 часов



    • JLCPCB - Прототипы 10 PCBs всего за 2$ (100*100mm, 2-layer)
    • Как мы делаем платы, смотрите на YouTube
    • Крупнейшая китайская фабрика прототипов. 300000+ заказчиков и 10000+ заказов в день!
    • LCSC - Крупнейший китайский онлайн магазин комплектующих.

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 14 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 02 май 2018, 19:01 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 11 дек 2010, 13:08
Сообщения: 642
Откуда: ... Из далекой, далекой галактики
Всем большой привет!

Занялся таким вопросом, а можно ли вычислить траекторию движения устройства, если на борту есть акселерометр, магнитометр и гироскоп. Конечно из начального состояние будет калибровка и устройство будет в покое.

Если кто уже реализовывал подобную штуку или кто знает статейки, буду рад, если поделитесь :)

_________________
С миру по нитке


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 02 май 2018, 22:16 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 23 сен 2012, 20:35
Сообщения: 2170
RicherD писал(а):
Если кто уже реализовывал подобную штуку или кто знает статейки, буду рад, если поделитесь :)

Конкретно такую не реализовывал, но сейчас ковыряю смежную область. В процессе перекопал гору публикаций. Среди прочего попадалось много публикаций на тему планирования движения всевозможных автономных устройств. Советую покопать гугл на тему "trajectory planning". Многие публикации не лежат в открытом доступе, их можно вытащить с помощью sci-hub.tw


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 00:00 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 янв 2010, 20:18
Сообщения: 458
Для начала.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0 ... 0%B8%D1%8F
https://www.cl.cam.ac.uk/techreports/UCAM-CL-TR-696.pdf
https://mipt.ru/upload/medialibrary/dc2 ... o-tela.pdf


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 16:52 
Заглядывает иногда

Зарегистрирован: 14 ноя 2016, 11:48
Сообщения: 35
Давно на работе делали девайс для навигации в задымленных помещениях. Использовали автомобильный MEMS акселерометр за штуку баксов. Уход по точности получался около 2 метров на дистанции 15 метров. Вобщем не взлетело). Но дело было лет 8 назад, может сейчас технологии улучшились.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 18:38 
Только пришел

Зарегистрирован: 21 мар 2018, 17:57
Сообщения: 27
Как-то работал с автономной военной системой навигации для наземного транспорта. Вкратце: до 5 км/ч скорость замерялась на колёсах, свыше, когда колёса начинают ощутимо проскальзывать — СВЧ-радар допплеровский. Плюс гироскоп, естественно. На десятках километров, ЕМНИМС, ошибка была до десятков же метров. Инерциальная же навигационная система без привязки к прямому измерению пройденного пути более-менее нормальной точности должна строиться на особых платформах с очень специальными лазерами с дифрешётками и на вычислительном устройстве некоторой, далеко ненулевой, вычислительной мощности, чтобы всё это считать правильно.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 21:02 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 2237
Формулу из физики помните для равноускоренного движения?
S = Vo∙t + (a²∙t)/2. Vo - начальная скорость и время движения с этой скоростью, а - ускороение и время движения с этим ускорением.
Но у акселерометра одна беда - он всегда показывает вектор земного ускорения g, поэтому его надо всегда вычитать. И вторая беда - у вас будет постоянно накапливаться ошибка определения конечной скорости на каждом участке траектории. Так же вы не можете непосредственно определить и начальную скорость на участке траектории, ни один из этих датчиков не позволяет непосредственно её измерить. Вам потребуется очень точный отсчет времени и частые замеры текущего ускорения, чтобы снизить ошибки. Потому что каждый раз, когда меряется ускорение, вам нужно заново начинать расчет нового участка по той же формуле, опираясь на вычисленное по предыдущему замеру значение начальной скорости Vо.
Гироскоп позволит опознавать факт поворота вокруг собственных осей и корректировать показания акселерометра по осям при вычислении вектора ускорения.
А вот магнетометр (компас) может сильно ошибаться из-за местных магнитных полей, хотя он конечно совместно с остальными датчиками помогает определить ориентацию в пространстве. Не положение, а именно ориентацию. Положение - это расстояния до каких-то базовых ориентиров, например, пол, стены комнаты. Ориентация - это углы наклона к каким-то базовым поверхностям - к полу, стенам, горизонту вообще.
Кароче, математический аппарат будет нехилым.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 21:14 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 11 дек 2010, 13:08
Сообщения: 642
Откуда: ... Из далекой, далекой галактики
BusMaster писал(а):
Формулу из физики помните для равноускоренного движения?
S = Vo∙t + (a²∙t)/2. Vo - начальная скорость и время движения с этой скоростью, а - ускороение и время движения с этим ускорением.
Но у акселерометра одна беда - он всегда показывает вектор земного ускорения g, поэтому его надо всегда вычитать. И вторая беда - у вас будет постоянно накапливаться ошибка определения конечной скорости на каждом участке траектории. Так же вы не можете определить и начальную скорость, ни один из этих датчиков ее не позволяет непосредственно измерить. Вам потребуется очень точный отсчет времени и частые замеры ускорения, чтобы снизить ошибки. Потому что каждый раз, когда меряется ускорение, вам нужно заново начинать расчет нового участка по той же формуле.
Гироскоп позволит опознавать факт поворота вокруг собственных осей и корректировать показания акселерометра по осям при вычислении вектора ускорения.
А вот магнетометр (компас) может сильно ошибаться из-за местных магнитных полей.
Кароче, математический аппарат будет нехилым.

Спасибо, весьма полезная инфа.
На самом деле условие следующее. В начальный момент времени коробочка лежит на столе, в покое. В этот момент колебруется. Нажали кнопку на коробке - значит сейчас будем ее кидать. Загорелся светодиод готовности - кидаем коробку. Все что надо - построить конечный граффик траектории движения объекта

_________________
С миру по нитке


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 21:26 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 2237
RicherD писал(а):
колебруется.

:)))) калибруется. Калибр.
Если разговор идет о кидании какой-то коробки, то у датчика может просто не хватить скорости для того, чтобы выдавать показания с достаточно малой дискретностью. Если не изменяет память, то у него всего 8000 измерений в секунду. А в момент удара коробочки о препятствие там время взаимодействия исчисляется миллисекундами. Хотя это конечно надо на практике проверять - кто куда зачем и как сильно кидает коробочку.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 21:37 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 11 дек 2010, 13:08
Сообщения: 642
Откуда: ... Из далекой, далекой галактики
BusMaster писал(а):
RicherD писал(а):
колебруется.

:)))) калибруется. Калибр.
Если разговор идет о кидании какой-то коробки, то у датчика может просто не хватить скорости для того, чтобы выдавать показания с достаточно малой дискретностью. Если не изменяет память, то у него всего 8000 измерений в секунду. А в момент удара коробочки о препятствие там время взаимодействия исчисляется миллисекундами. Хотя это конечно надо на практике проверять - кто куда зачем и как сильно кидает коробочку.

Пардон за безграмотность))

После удара уже не важно куда и как отскочит.
Максимальная скорость составляет 300км/ч.
Единственное, я не знаю начальное ускорение

_________________
С миру по нитке


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 22:21 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 2237
300 км/ч??? Оууу, чувак! А коробочку точно кидает человек???? Я, когда в футбол играл, не мог пнуть мяч быстрее чем до 70-80 км/ч. И то - ногой, которая в три раза сильнее руки.
300 км/ч - это 83 м/с


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 23:22 
Старожил

Зарегистрирован: 19 мар 2011, 05:05
Сообщения: 2430
так задача баллистов. пращу проектируют)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 23:30 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 11 дек 2010, 13:08
Сообщения: 642
Откуда: ... Из далекой, далекой галактики
BusMaster писал(а):
300 км/ч??? Оууу, чувак! А коробочку точно кидает человек???? Я, когда в футбол играл, не мог пнуть мяч быстрее чем до 70-80 км/ч. И то - ногой, которая в три раза сильнее руки.
300 км/ч - это 83 м/с

Я просто в общих чертах описал принцип работы. Ее конечно не кидать будут и не со стола. К сожалению пока не хотел бы рассказывать, что это такое. Но скажу точно, что все в рамках закона)))
Скорость не маленькая, согласен. Но собственно и измерит то надо 1-4 секунды.
Взял предел с хорошим запасом. Но можно снизить до 200-220 км/ч

_________________
С миру по нитке


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 23:30 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 11 дек 2010, 13:08
Сообщения: 642
Откуда: ... Из далекой, далекой галактики
goreprogrammist писал(а):
так задача баллистов. пращу проектируют)

Пардон, не понял

_________________
С миру по нитке


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Расчёт траектории движения устройства при помощи mpu9250
СообщениеДобавлено: 03 май 2018, 23:53 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 июл 2017, 11:48
Сообщения: 2237
Праща - это камнеметательное орудие в древности :) А нынче автор катапульту расчитывает - будет "белок и стрелок" запускать фкосмас :)
Маленькая иллюстрация к тому, что вы будете получать с акселерометра:
допустим самый простой случай, когда оси акселерометра выровнены по горизонту, а ось Z - вертикальна и совпадает с земным ускорением g. Красная стрелочка - это когда тело находится в покое (или равномерно прямолинейно движется - закон Ньютона). С акселерометра получаем значение по оси z, равное 1g.
Как только тело начало движение горизонтально с ускорением вдоль оси x - зеленая стрелочка - вектор ускорения отклонился от вертикали и увеличился по модулю. На оси x акселерометра появилось значение, отличное от 0, а на оси z оно осталось прежним. Таким образом, как только получили значение по x, нам надо засечь время, в течение которого оно остается неизменным. Скорость и пройденный путь будет расти в течение действия ускорения. Как только значение ускорения начало изменяться, например, уменьшаться, допустим, сразу до 0, что говорит о переходе к линейному движению, вычислить скорость на момент пропадания ускорения по формуле V = a∙t, и продолжать измерять время и расчитывать пройденное расстояние по формуле S = V∙t. Дальше, когда получаем новые значения ускорения, например при торможении, повторяем процесс.
Как я говорил, объем вычислений во всех трех координатах, да еще с учетом вращения, будет неслабым.


Вложения:
Без-имени-1.jpg
Без-имени-1.jpg [ 46.05 Кб | Просмотров: 532 ]
Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 14 ] 

Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


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