Извините, что я никак не угомонюсь, но все-таки

Обещали рассказать подробнее... Расскажите, если будете в наших краях Но, как я понимаю методом кубика можно определить нулевые уровни? Они вроде указаны в даташите - или указанные там нельзя принимать на веру и нужно все-таки перекалибровывать? Как часто? При каждом включении или еще чаще? И нет ли какого-нибудь алгоритма, позволяющего откалибровываться программно, без поворотов датчика? Вообще для калибровки подойдет ли тот же метод, что и для магнитного датчика - считываемое показание по оси х= чувствительность по оси х, умноженная на косинус угла+ нулевой уровень по оси х(аналогично для других осей), таким образом и получаем связь между углом и показаниями датчика? Или так нельзя?
И еще - если при движении с ускорением акселерометр уже не будет определять углы отклонения, а автомобиль по пересеченной местности практически не может двигаться без ускорений, то такой компас работать в постоянном режиме в автомобиле не будет, так? А как же компасы Honeywell, я смотрела даташиты, там примерно те же схемы - акселерометр и магнитный датчик. Например, компас HMC1055. Он что, не предназначен для автомобиля?
Ответьте, пожалуйста, кто-нибудь, кто знает(например, Станислав ) эти вопросы волнуют меня

Не только нулевые уровни, но и чувствительности по всем осям. Задача калибровки состоит в том, чтобы ортонормировать Вашу систему.
Вектор силы земного тяготения - почти идеальный эталон для калибровки датчиков, подобных LIS-ам. Для того, чтобы её произвести, нужно иметь твёрдую горизонтальную поверхность (выставлять лучше по пузырьковым уровням) и пустотелый кубик, в который можно поместить Вашу инерциальную систему. Кубик должен иметь прямые углы между рёбрами и хорошо обработанные внешние поверхности. При этих условиях процедура калибровки выйдет относительно простой; иначе придётся повозиться гораздо поболе. Инерциальную систему нужно располагать внутри кубика так, чтобы главные оси чувствительности акселерометров были прблизительно параллельными рёбрам куба.
Процедуру калибровки можно разбить на несколько этапов:
1. Последовательно ставим кубик на три грани, соответствующие положительным направлениям осей акселерометров . Измеряем показания датчиков в каждом из положений и усредняем их в течение ~10-20 секунд. Результаты усреднений заносим в столбцы матрицы
.
2. Ставим кубик на грани, соответствующие отрицательным направлениям осей акселерометров , в той же последовательности, что и в первом случае. Аналогичным образом получаем матрицу
.
Если кубик сделан аккуратно, калибровочная плоскость горизонтальна, этих измерений достаточно для калибровки датчиков.
3. Находим смещение нулей акселерометров. Для этого суммируем матрицы:
.
Далее можно поступить несколькими способами, но лучший, по-моему - взять последний столбец в качестве вектора смещений:(нотация Матлаба).
4. Находим матрицу к-тов усиления, решив систему уравнений:
, где
,
- ортонормированный ("истинный") вектор ускорений,
- измеренный и усреднённый вектор ускорений. Получим матрицу
, обратную к : . ( - единичная матрица, нотация Матлаба).
5. Задача решена. Истинное значение ускорений можно найти теперь по любому вектору измерений
следующим образом:
.
Здесь - вектор ускорений в ортонормированном базисе.

Все записи даны в векторном виде, и легко реализуются в том же Матлабе.

Сообщение отредактировал Stanislav - Mar 24 2008, 20:56

Это, конечно, очень круто. Спасибо Вам большое. Но загвоздка такая же, что и с магнитным датчиком - если компас будет установлен в навигационную систему, как его поворачивать и т. п.? Ведь раньше все писали мне, что калиброваться нужно при каждом включении компаса, желательно автоматически и SET/RESET не поможет.
КАК откалибровываться автоматически? Ведь в готовых компасах это как-то делают, ведь их как-то устанавливают в закрытый корпус приемника и пользователи ничего потом не поворачивают.
И все же - что с погрешностями, как их сейчас посчитать, пусть и приблизительно?

Относительно калибровки акселерометров можете взглянуть на этот документ Inexpensive and Automatic Calibration for Acceleration Sensors. Предложенный метод для вычисления bias и scale решением СЛАУ позволит избавится от использования точного стенда. Реализация достаточна проста, результаты неплохие. Это касается модели без коррекции неортогональности осей.
В первом же ответе от Crowbar сцылка на документ с похожей методикой для калибровки магнетометров. Калибровать свой компас желательно уже установленным непосредственно на том объекте где он будет эксплуатироваться.
Точность по азимуту от данной системы можно ожидать градуса 1.5. Навскидку ))

Большое Вам спасибо, Курт! Вот реально полезный совет(хоть и не про погрешности), наконец-то, ура Про магнетометры от Crowbar читала, но там таки придется поворачивать датчик хотя бы один раз.

Поворачивать акселерометры и магнетометры для калибровки надо в любом случае. Достаточным условием будет ориентировать прибор так, чтобы снять с каждой измерительной оси сигнал близкий к минимуму, максимуму и нулю. Отличие от метода предложенного Stanislav только в том что нет необходимости использования точного стенда для калибровки. Т.е. при желании можно провести калибровку держа прибор в руках. Для достижение более высокой точности, необходимо вводить коррекцию перекосов, температурную компенсацию и здесь уже без специального оборудования не обойтись.

Спасибо, ясно. В принципе в технической документации к компасам обычно указываеится, что в режиме калибровки нужно поворачивать компас. Но вопрос, который меня занимает: Когда компас установлен в навигационный комплекс - не будет же пользователь крутиться при каждом включении. А за время после предыдущего включения вполне могли поплыть и чувствительности и, тем более, нули. Как быть? Ведь компасы как-то ставят, например, в GPS-приемники.

Нет никакой необходимости калибровать при каждом включении. В идеале калибровка производится один раз после изготовления прибора. В реальности, возможно, понадобятся периодические перекалибровки. Компас имеет смысл дополнительно калибровать после установки на объект. Если это автомашина, то смотреть аппноты для HMC где машинка проезжает по кругу.

Мне метод, предложеннный в статье, не понравился (возможно, разобрался в ней полохо, из-за недостатка времени). Например, непонятно, как чувствительность побочных осей датчиков учитывается, а также как вообще ортонормируется базис (там, если я правильно понял, только разворот его есть).
Предложенный мной метод позволяет калибровать датчики и с неточным выведением плоскости в горизонталь - тогда нужно будет ставить кубик в 9 (или 12) положений, и усреднять результаты измерений в разных положениях, чтобы получить исходные матрицы P и G.
Без такого кубика, ИМХО, калибровка не будет успешной...

Очевидно, сравнить методы и их погрешности можно только на практике Но согласитесь, Станислав, метод Курта все проще для реализации на практике в готовом компасе, можно написать инструкцию для пользователя - типа, при выполнении калибровки необходимо поворачивать датчик и т.п. Как, в принципе, и пишется в инструкциях к компасам все той же Honeywell. Заставлять пользователя ездить по кругу - это, конечно, сложнее...
Опять-таки всем большое спасибо за участие. Станислав, помните все же про меня и порешности Очень жду
И еще - предположим, в компасе есть ДВУХОСЕВОЙ магнитный датчик и акселерометр. То есть, крены мы измерить сможем, а вот учесть их - не очень Установим этот компас в КПК(для ориентации карты по направлению движения). И вот пользователь берет КПК(под наклоном, естественно, чтобы видеть экран), отклоняет его... а компас будет показывать уже другой азимут, т.к. изменилась ориентация, пошла погрешность. И карта на экране сместится - совершенно неожиданно для пользователя. Я правильно себе представляю?

Сообщение отредактировал Daria - Mar 26 2008, 20:58