Суть вопроса
Есть зонд с установленными на нем датчиками.
Конечная цель - определение положения и ориентации зонда.
Хотелось ознакомится не с теорией вообще, а с практическими реализациями и методиками.

1. Методики калибровки дачиков (акселерометров и датчиков мангитного поля)
2. методами преобразования данных датчиков (афинная система кординат) в декартову прямоугольною, связанную с осями зонда
3. методами расчета углов положения зонда и его поворота относительно свойе оси.
4. способами определения и перехода к различным способам расчета углов, для снижения погрешности.
5.Вопросы решения проблем "карданного вала" при приеобразовании систем координат.

Максимум ссылочки на решение подобных вопросов

Уважаемый Владимир, попробую частично Вам помочь, дав один документик, касающийся пунктов 2 и 3:
- Методы преобразования координат  appendix_AB.doc ( 136 килобайт ) Кол-во скачиваний: 3782




тест жирного шрифта ааааааа test

Сообщение отредактировал udofun - Jan 20 2006, 22:23

Vot zdes proekt est , no na nemeckom . Dokuymenti prilagajutsja .

http://www.wearable.ethz.ch/fileadmin/edu/...pos/papers.html

Sovsem zabil . Kniga :

GPS , Inertial Navigation and integration"
http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/pr...escription.html

The only comprehensive guide to Kalman filtering and its applications to real-world GPS/INS problems

Written by recognized authorities in the field, this book provides engineers, computer scientists, and others with a working familiarity with the theory and contemporary applications of Global Positioning Systems (GPS), Inertial Navigational Systems, and Kalman filters. Throughout, the focus is on solving real-world problems, with an emphasis on the effective use of state-of-the-art integration techniques for those systems, especially the application of Kalman filtering. To that end, the authors explore the various subtleties, common failures, and inherent limitations of the theory as it applies to real-world situations, and provide numerous detailed application examples and practice problems, including GPS-aided INS, modeling of gyros and accelerometers, and WAAS and LAAS.

Drawing upon their many years of experience with GPS, INS, and the Kalman filter, the authors present numerous design and implementation techniques not found in other professional references, including original techniques for:
* Representing the problem in a mathematical model
* Analyzing the performance of the GPS sensor as a function of model parameters
* Implementing the mechanization equations in numerically stable algorithms
* Assessing computation requirements
* Testing the validity of results
* Monitoring GPS, INS, and Kalman filter performance in operation

In order to enhance comprehension of the subjects covered, the authors have included software in MATLAB, demonstrating the workings of the GPS, INS, and filter algorithms. In addition to showing the Kalman filter in action, the software also demonstrates various practical aspects of finite word length arithmetic and the need for alternative algorithms to preserve result accuracy.

Сообщение отредактировал _artem_ - Jan 14 2006, 23:54

За ссылку спасибо.
Там конечно ничего нового. Но в теории нового и не может быть. И здесь все больше ориентировано на поверхность , а не подземлю
Плюс один. Хотябы один электронный вариант изложения теории, а не толстенные книги.
У себя я уже прописал все в матричном исчислении. Это самое простое



Все равно спасибо. GPS сразу дает координаты и думать не надо. Применяли знаем.
Но под землей не работает

В сути задачи надо было сразу обозначить что для подземли, потому как методики калибровки здорово от этого зависят. Основной фактор который вам будет мешать это широкий температурный диапазон (и сокрее всего еще и вибраций). Незнаю какие акселерометры вы будете применять, но именно испытание их в широком температурном диапазоне составляет основу и самое тредоемкое место в методике калибровки.
Для калибровки вам потребуется как минимум куб, термокамера, 3-х мерный стол-задатчик пространственных углов.

Акселерометры калибровали одновременно установленными в термокамера, составляли матрицу. Хотя если вы располагаете очень хорошими акселерометрами (но очень дорогими) то этот пункт вы сможете опустить.
Затем калибровка на кубе.
Основная задача ортоганализировать датчики, и добиться того чтобы потом можно было легко вводить поправки на углы.

Кстати для перевода угловых координат в декарт, вам не хватает еще одного параметра. Датчик дает только пространственое положение зонда, но не дает его перемещения из "начала координат", этот параметр у вас должен входить от другого датчика. Хотя я не понимаю зачем пересчитывать в декарт?

Задача - инклинометрия при бурении, или мониторинг уже пробуренных скважин?

Да, без "одометра" обойтись будет трудно... А платформу можно попробовать термостатировать (правда, в скважине температура может быть очень высокой). Если это выполнимо, можно попытаться вычислить траекторию ее движения при помощи акселерометров и хороших гироскопов, без датчиков магнитного поля. Для оценки такой возможности нужно знать такие параметры, как точность позиционирования на максимальном удалении от старта и скорость движения платформы.

ЗЫ. Может, речь идет вовсе не об этом?

ЗЗЫ. Термокомпенсированные инклинометры посмотрите по ссылке: http://www.vti.fi/productsen/productsen_5.html
Не так уж они дороги - около 100$/канал.

Применительно к буровым системам во первых расстояние есть "по чему отсчитывать" во вторых скокрость перемещения настолько низкая и нестабильная (а кроме того еще и вибрации существенные) что лшибка будет слишком велика. Кроме того без магнитометров вы имеете 100% возможность не почувствовать измениения уголов.

Простой пример: один акселерометр точно по оси G два других перпенидикулярно. Вращайте их вдоль оси G. Много вы ими почувствуете? Ничего. Для этого и ставятся магнитометры.

Термостатировать слишком сложно, а так как система должна работать обычно при высоких температурах, то термостатировать надо не нагревом а охлаждением.

Именно поэтому я и упомянул хорошие гироскопы. Однако, если время измерения продолжительно, уходы неизбежны. Поэтому, скорее всего, потребуется какое-то комбинированное решение...

Блин, опять глюки с цитированием...

Не забывайте, что речь все таки о скважинах. Это накладывает существенные ограничения на круг датчиков, так что выбирать гироскопы начнете и ничего не найдется
Кроме того, если речь о MWD системах, то амплитуда вибраций порой превосходит пройденые расстояния. Датчик ваш подпрыгнет на метр а то и больше при ударе бура о твердую породу, хорошо если этот метр вы пройдете за час

Книга не только про GPS но и Inertial Navigation . А это то что вы собираетесь делать.

[quote name='Stanislav' date='Jan 21 2006, 16:09' post='80075']
Применительно к буровым системам во первых расстояние есть "по чему отсчитывать" во вторых скокрость перемещения настолько низкая и нестабильная (а кроме того еще и вибрации существенные) что лшибка будет слишком велика. Кроме того без магнитометров вы имеете 100% возможность не почувствовать измениения уголов.

Простой пример: один акселерометр точно по оси G два других перпенидикулярно. Вращайте их вдоль оси G. Много вы ими почувствуете? Ничего. Для этого и ставятся магнитометры...[/quote]

Именно поэтому я и упомянул хорошие гироскопы. Однако, если время измерения продолжительно, уходы неизбежны. Поэтому, скорее всего, потребуется какое-то комбинированное решение...

[/quote]
У хорошей гироскопной системы (механической) уходов не будет, по крайней мере за несколько часов. И именно на них разрабатываются современные инклинометры (есть такая информация от нескольких киевских фирм). Но есть проблема - разработать, изготовить и настроить такое устройство могут только единичные серьезные предприятия, а для них нужен крупный заказ и солидные деньги.

Уважаемые, покриьткуйте мою идею.
Название топика мне не позволило создать новый.
Задача:
имеется воздушный беспилотный объект (вертолет), нужно осуществить его посадку в автоматическом режиме.
В настоящий момент, эта малютка доходит до места посадки а далее в "ручном" режиме ее "сажают".
Идея №1) на земле распологают некую геометрическую фигуру из светодиодов инфракрасного диапазона, на основе данных плолученых с видеокамеры (через ИК фильтр) решаем задачу местоположения летательного объекта относительно посадочного места и ....
Идея №2) (Эта идея мне ближе, для №1 железяку я сделал но от алгоритма посадки уклонился)
Распологаем на земле ультразвуковые излучатели, причем работающие не в импульсном режиме.
Каждый имеет свою несущую модулированную огибающей, длинна волны которой соизмерима с расстоянием работоспособности системы (~10-20 метров). Т.к. "ширпотребных" УЗ излучателей непрерывного действия не так уж и много, практически все на 40кГц с полосой до 5кГц, но и этого достаточно для реализации. Например один излучатель работает с несущей 38к и модулирован 30Гц, другой 39к и т.п. несущие и модулирующие сигналы будут выбраны из соображения наименьшего влияния друг на друга. На расстояние нескольких десятков метров я без особого труда смогу по радиоканалу транслировать тактовую синхронизации для всех несущих и огибающих, дабы упростить задачу. Далее вычисляю фазы огибающих (этом вся загвоздка) и соответсвенно положение объекта. Вычислять фазы я собираюсь с помощью кореллятора (ну наверное можно скзать и вычисления БПФ для одной гармоники) на одной из боковых состовляющих (от несущей я вообще в дальнейшем планирую избавится) или на обоих боковых с последующим усреднением.
В общем, конечно надо было начать с постороения модели а MatLab, но мне на это жалко времени, хотя вслучае "провала" моего макета все равно прийдется стоить.

Меня в этом методе (№2) сильно смущает аспект помехозащищенности и собственно вопрос, может кто так уже делал или может "обосновать" неработоспособность замысла?

Видел систему посадки которая смотрит через камеру на что-то типа грубой дифракционной решётки.
Вычисляет фазу по ней. 2 решётки дадут X & Y.

Мне эта идея больше нравится - меньше вычислений требует наверно, хотя могу и ошибаться . А почему она вам разонравилась?






A DLL цифровую фазовую подстройку нельзя использовать для этого? И в реальном масштабе времени получится



Второй вариант .. вертолет в ультразвуковом диапазоне помехи не дает? с какого расстояния до плошадки система автоматической посадки должна включатся и минимальный угол подлета какой?

Я на другом форуме одну идею предлагал (может и велосипед или утопия)) ).
С одного передатчика излучается частота - на втором она принимается усиливается и синхронизирует генератор. Из синхронизированного генератора получается путем деления на два три и вобшем что получше для предотврашения попадания гармоник в первою частоту и эту частоту посылаем обратно. На приеме измеряется фаза принятого с переданным в простом перемножителе (для этого начальная частота должна будет приведена к принятой ). Но это для измерения расстояния . Хотя измеряя расстояние и высоту в непрерывном режиме можно знать и направление по мере движения аппарата.

Или же может быть комбинированная система из точного но работаюшего на очень ближнем подступах и неточного но с большего расстояния так что одна система включается и работает то тех пор пока не попадет в зону действия другой . Или же обе системы работают беспрерывно и корректируют друг друга.

Сообщение отредактировал _artem_ - Jan 22 2006, 01:27

Это все понятно и делается.
А задача сложнее, горизонотальное бурение