Помогите с акселерометрами и гироскопами, навигация в 3-мерном пространстве Опции

[oligarch]

Всем доброго времени суток.
Я делаю прибор, который вычислял бы параметры траектории (протяженность пути, радиусы поворотов, высоту подъемов и тд) движения того, на чем он установлен. Я выбрал evaluation board с самым чувствительным 3-осевым аналоговым акселерометром от STMicroelectrnics. Начал с ней работать и понял, что одного акселерометра не достаточно. Он выдает проекции на три оси прилагаемых к нему сил, в том числе и силу тяжести. И получается так, что если плату начинаешь дергать-крутить-вертеть, то она выдает проекции результирующей силы (сила с которой мы ее дергаем + сила тяжести). Причем пока мы производим какие-то манипуляции с патой, то непонятно в какую сторону направлена эта сила тяжести. А чтобы точно посчитать траекторию, мне необходимо как то ибавиться от этой mg. Имеется ли какой-то датчик, который выдает ориентацию в пространстве? Тогда можно было бы просто с помощью него вычитать mg из суммы всех прилагаемых сил. Я подумал использовать гироскопы, это поможет? как они работают? или есть другие решения?
Спасибо.

P.S. измерения должны быть очень точными (до мм, а то и менее), поэтому GPS бессильна.

[Microwatt]

Хм, так а что же должен выдавать акселерометр?
Три проекции, а далее тригонометрия и интегрирование ускорений по осям. Вот и будете знать траекторию от начальной точки.
Разбаловались программеры с GPS.

[1S49]

Всем доброго времени суток.
Я делаю прибор, который вычислял бы параметры траектории (протяженность пути, радиусы поворотов, высоту подъемов и тд) движения того, на чем он установлен. Я выбрал evaluation board с самым чувствительным 3-осевым аналоговым акселерометром от STMicroelectrnics. Начал с ней работать и понял, что одного акселерометра не достаточно. Он выдает проекции на три оси прилагаемых к нему сил, в том числе и силу тяжести. И получается так, что если плату начинаешь дергать-крутить-вертеть, то она выдает проекции результирующей силы (сила с которой мы ее дергаем + сила тяжести). Причем пока мы производим какие-то манипуляции с патой, то непонятно в какую сторону направлена эта сила тяжести. А чтобы точно посчитать траекторию, мне необходимо как то ибавиться от этой mg. Имеется ли какой-то датчик, который выдает ориентацию в пространстве? Тогда можно было бы просто с помощью него вычитать mg из суммы всех прилагаемых сил. Я подумал использовать гироскопы, это поможет? как они работают? или есть другие решения?
Спасибо.

P.S. измерения должны быть очень точными (до мм, а то и менее), поэтому GPS бессильна.

Человеку, без тени смущения, задающему вопрос “как работает гироскоп?” не стоит браться за инерциальные системы навигации, тем более с точностью до каких-то там миллиметров. Для его же пользы. Не надо. Займетесь тем, в чем у вас есть базовое образование, экономический эффект будет выше.

P.S. Похоже на реинкарнацию записи на литой диск и навигацию “пчелок”.

[oligarch]

Хм, так а что же должен выдавать акселерометр?
Три проекции, а далее тригонометрия и интегрирование ускорений по осям. Вот и будете знать траекторию от начальной точки.

он выдает три проекции по осям результирующей силы, действующей на чувствительный элемент. Эта результирующая сила = сила, с которой мы действуем на датчик + сила тяжести. Когда датчик лежит на столе, то он всё равно выдает ускорение свободного падения, но он же никуда при этом не двигается => Если тупо считать ускорение и перемещение из этих проекций, то получится, что датчик постоянно летит вниз под действием силы тяжести! Поэтому эту составляющую надо как-то исключить.

PS: 1S49, если вы никогда не пытаетесь взяться с целью понять за то, что не понимаете, - мне вас просто жаль.

[Сергей Борщ]

он выдает три проекции по осям результирующей силы

Хм... А его название говорит об ускорении...

[tolik1]

Всем доброго времени суток.
Я делаю прибор, который вычислял бы параметры траектории (протяженность пути, радиусы поворотов, высоту подъемов и тд) движения того, на чем он установлен. Я выбрал evaluation board с самым чувствительным 3-осевым аналоговым акселерометром от STMicroelectrnics. Начал с ней работать и понял, что одного акселерометра не достаточно. Он выдает проекции на три оси прилагаемых к нему сил, в том числе и силу тяжести. И получается так, что если плату начинаешь дергать-крутить-вертеть, то она выдает проекции результирующей силы (сила с которой мы ее дергаем + сила тяжести). Причем пока мы производим какие-то манипуляции с патой, то непонятно в какую сторону направлена эта сила тяжести. А чтобы точно посчитать траекторию, мне необходимо как то ибавиться от этой mg. Имеется ли какой-то датчик, который выдает ориентацию в пространстве? Тогда можно было бы просто с помощью него вычитать mg из суммы всех прилагаемых сил. Я подумал использовать гироскопы, это поможет? как они работают? или есть другие решения?
Спасибо.

P.S. измерения должны быть очень точными (до мм, а то и менее), поэтому GPS бессильна.

Начните с книжки.. автор Пельпор. называется "Гироскопические приборы и системы"...
Если вы сможете понять , что в ней написано - то сможете построить свою систему.

[Aner]

Зачем советовать читать такую сложную книжку начинающему, там же синусы, косинусы, интегралы, уравнение Эйлера, и тп.
вот ссылка простым языком написано и понятно; если в школе интересовался физикой и математикой, то может сможет понять.
http://dpla.ru/acclmmer.img/acclmmer.htm

[1S49]

PS: 1S49, если вы никогда не пытаетесь взяться с целью понять за то, что не понимаете, - мне вас просто жаль.

Одно дело понять, получить систематическое образование (в крайнем случае, самообразование), другое дело начать ”делать прибор”, не имея ясных представлений о его потенциальных (расчетных) возможностях.
Вы, случаем, не систему позиционирования ротора 2-го гидроагрегата СШГЭС делаете?
Тогда мне себя действительно жаль.

Сообщение отредактировал 1S49 - Sep 17 2009, 08:15

[Microwatt]

Странно, как это акселерометр показывает статическую силу? Он ведь показывает, по определению, ускорение?
Если у него просто нуль посередине аналоговой шкалы, то уберите это смещение при вычислениях.

[oligarch]

всем спасибо, понемногу начал разбираться. не посоветуете какие нибудь статьи о программных фильтрах? сильно не бейте новичка

[Tanya]

Странно, как это акселерометр показывает статическую силу? Он ведь показывает, по определению, ускорение?
Если у него просто нуль посередине аналоговой шкалы, то уберите это смещение при вычислениях.

Это не странно. Сила тяжести не отличима от силы инерции. Принцип такой есть. Боюсь писать имени кого тут...
Странно другое, - что так много людей этого не знает. В лифте никогда не были? Или другие причины были?

[Rst7]

Это не странно.

Да нет, Татьяна, с точки зрения буквы господин Microwatt прав. Ускорение покоящегося на поверхности Земли тела относительно Земли действительно равно 0. Просто то, что называется акселерометром, измеряет не ускорение, а вектор силы инерции, т.е. как это ни странно, измеряет фиктивную силу.

[Tanya]

Да нет, Татьяна, с точки зрения буквы господин Microwatt прав. Ускорение покоящегося на поверхности Земли тела относительно Земли действительно равно 0. Просто то, что называется акселерометром, измеряет не ускорение, а вектор силы инерции, т.е. как это ни странно, измеряет фиктивную силу.

Акселерометр и другие подобные весы (а также все мыслимые приборы) измеряют силу инерции и(или) гравитацию, которые ни акселерометр, ни мы отличить (различить) не можем. И измеряет он не вектор. И сила эта не фиктивная.

[Aner]

Кто с этим не согласен?
"Акселерометр меряет проекцию (на свою ось чувствительности) суммы всех сил, приложенных к его корпусу, кроме силы тяжести"

[Rst7]

И измеряет он не вектор.

Трехосевой - именно вектор.

И сила эта не фиктивная.

Сила инерции?

Сила тяжести не отличима от силы инерции.

В неназываемой теории это не постулируется. Постулируется равенство гравитационной и инертной массы. А это немного не то

[Tanya]

Трехосевой - именно вектор.
Сила инерции?
В неназываемой теории это не постулируется. Постулируется равенство гравитационной и инертной массы. А это немного не то

Вы не поняли. Нельзя измерить вектор. Можно силу, являющуюся вектором в нашем понимании или недопонимании. Так Вы считаете силу инерции фиктивной? Зря. Но не буду Вас переубеждать.
То, то. И принцип Маха... Того самого. Не Авенариуса. Дело не в том. что что-то там постулируется, а в том, что так оно и есть с огромной точностью...

[Rst7]

Нельзя измерить вектор.

Не понял. Измерение - суть сравнение с эталоном. Произвольный вектор уже нельзя сравнить с базисом? Хотя, конечно, сформулировал кривовато.

Так Вы считаете силу инерции фиктивной? Зря. Но не буду Вас переубеждать.

О как. Не ожидал от Вас

То, то.

Давайте не будем спорить, ибо в этой области у Вас тоже пробелы в знаниях. Я бы посоветовал Вам покурить для начала курс общей физики и разобраться, что такое принцип Д'Аламбера и нафига эти силы инерции вообще вводить, а потом мы сможем обсудить с Вами вопрос - что же именно постулируется в ОТО.

[Tanya]

О как. Не ожидал от Вас



Давайте не будем спорить, ибо в этой области у Вас тоже пробелы в знаниях. Я бы посоветовал Вам покурить для начала курс общей физики и разобраться, что такое принцип Д'Аламбера и нафига эти силы инерции вообще вводить, а потом мы сможем обсудить с Вами вопрос - что же именно постулируется в ОТО.

А я вот ожидала... чем и огорчена....
Курс физики я ”курить” не буду. Я легко безо всяких бумажек вывожу все эти силы инерции.

[Rst7]

Я легко безо всяких бумажек вывожу все эти силы инерции.

Повторюсь - силы инерции - всего лишь математическая абстракция, вводимая для простоты.

[Tanya]

Повторюсь - силы инерции - всего лишь математическая абстракция, вводимая для простоты.

Не буду оспаривать Ваше право на заблуждение.

[Rst7]

Не буду оспаривать Ваше право на заблуждение.

Татьяна, Вы меня извините, но это хреновый стиль ведения дискуссии. Давайте сначала разберемся с силами инерции. Потрудитесь привести хотя-бы ссылку в подтверждение Вашей правоты. Я со своей стороны ключевое слово указал - принцип Д'Аламбера, который именно и говорит о введении "фиктивных" сил в динамическую систему для применения к ней принципов статики.

[Tanya]

Татьяна, Вы меня извините, но это хреновый стиль ведения дискуссии. Давайте сначала разберемся с силами инерции. Потрудитесь привести хотя-бы ссылку в подтверждение Вашей правоты. Я со своей стороны ключевое слово указал - принцип Д'Аламбера, который именно и говорит о введении "фиктивных" сил в динамическую систему для применения к ней принципов статики.

Если бы Вы внимательно читали, то прочли бы, что невозможно отделить силу инерции (фиктивную... введенную для удобства сохранения ур-ий Ньютона) от реальной (на Ваш взгляд) силы гравитации. Обратите внимание, что и предмет сего топика - чудесный суперсовременный акселерометр не может это сделать. Может, для удобства удобнее предположить, что и гравитация - фикция, или, наоборот, силы инерции - реальность. Пока еще не произвольный выбор между этими альтернативами сделать нельзя. Вот еще про измерение сил... Задумывались ли Вы, что силу можно измерить только в рамках ньютоновской модели - по ускорению. Забудем о том, что для этого нужно измерять время, а приборы для его измерения мы должны считать и поверять по тем же поверяемым законам.
Так существуют ли Ваши "реальные" силы, если это такая теоретическая величина в рамках определенной модели, измерить которую непосредственно невозможно, а только косвенно - через ускорение...? И измерить мы можем только суммарную силу, хотя и произвольно представляем, что она имеет компоненты (составляющие). Ответьте мне, реальны ли они?
Пружинные динамометры не предлагайте - это ненаучно.
Итак, я в ускоряющемся лифте измеряю некую силу (для меня тяжести), а Вы эту же силу (показания моих приборов) объявляете фикцией...
В этом меня невозможно убедить... Ведь с моей точки зрения ускоряетесь Вы вместе с совершенно такими же приборами... И Ваши приборы измеряют не только мою (правильную?) гравитацию, но и Вашу фикцию... Нам не договориться...

[oligarch]

люди, прекратите спор. зачем тут чтото кому то доказывать? форум создан для советов и помощи. я попросил помощи - мне помогли. всем спасибо.

[Tanya]

люди, прекратите спор. зачем тут чтото кому то доказывать? форум создан для советов и помощи. я попросил помощи - мне помогли. всем спасибо.

Очень жаль, что Вы не поняли, что я отвечала на Ваш вопрос в самом первом топике -
---------------------------
Имеется ли какой-то датчик, который выдает ориентацию в пространстве? Тогда можно было бы просто с помощью него вычитать mg из суммы всех прилагаемых сил. Я подумал использовать гироскопы, это поможет? как они работают? или есть другие решения?
Спасибо.
--------------------------------------------------------------------------------
Пожалуйста.

[gregory]

Это не странно. Сила тяжести не отличима от силы инерции. Принцип такой есть. Боюсь писать имени кого тут...
Странно другое, - что так много людей этого не знает. В лифте никогда не были? Или другие причины были?

Конечно, не странно.. Наверно, полезно пояснить , как работает акселерометр. В нем масса давит на упругий элемент. Поэтому он чувствует силу тяжести. Если это пьезоэлектрический акселерометр с усилителем заряда, который есть фильтр высоких частот. то нулевая частота не проходит на выход. А если это микромеханический емкостный акселерометр , то там реализована другая схема и на нулевой частоте сигнал регистрируется , а его величина зависит от положения оси чувствительности акселерометра относительно силы тяжести.

[Tanya]

Наверно, полезно пояснить .... В нем масса давит на упругий элемент.

Вот теперь все ясно стало.

[andrey_s]

Всем доброго времени суток.
Я делаю прибор, который вычислял бы параметры траектории (протяженность пути, радиусы поворотов, высоту подъемов и тд) движения того, на чем он установлен. Я выбрал evaluation board с самым чувствительным 3-осевым аналоговым акселерометром от STMicroelectrnics. Начал с ней работать и понял, что одного акселерометра не достаточно. Он выдает проекции на три оси прилагаемых к нему сил, в том числе и силу тяжести.

Вы все правильно подозреваете - только акселерометров не достаточно. Нужен еще как минимум трехосевой гироскоп.

И получается так, что если плату начинаешь дергать-крутить-вертеть, то она выдает проекции результирующей силы (сила с которой мы ее дергаем + сила тяжести).

Ключевое слово - вертеть. Наличие только акселерометров не позволит толком отслеживать вращение обьекта по своим осям. Для летательного аппарата это, например, более чем критично. Кроме того, для "высоты подъемов" альтиметр тоже лишним не будет. Смотрите, например, здесь - обратите внимание на список "Onboard sensors" - там еще и трехосевой компас есть ИМХО, он там совсем не зря стоит.

Удачи!

[Guest_@Ark_*]

http://dpla.ru/acclmmer.img/acclmmer.htm
"Акселерометр меряет проекцию (на свою ось чувствительности) суммы всех сил, приложенных к его корпусу, кроме силы тяжести"

Бред собачий. Чего только не пишут в инете...

Ув. Tanya абсолютно права в своих рассуждениях. Сразу заметно нормальное базовое образование. Респект!

Акселерометр измеряет не силу, а ускорение - в строгом соответствии со своим названием.
И измеряет он проекцию на свою ось суммарного (векторного) ускорения, которое действуют на него в данный момент. Если он находится в гравитационном поле земли, то в этой векторной сумме неизбежно присутствует ускорение силы тяжести (ускорение свободного падения). Причем, всегда, как бы тело не двигалось.

Принцип эквивалентности, известный в физике, утверждает что гравитационные силы и силы инерции является силами одной природы. То есть они физически не отличимы друг от друга. Поэтому, нет никакого способа, "вычленить" ускорение силы тяжести из общей векторной суммы ускорений. Просто, если акселерометр находится на Земле (вблизи ее поверхности), то заранее известно значение и направление этого ускорения. Вот так!

[Евгений Германов...]

Бред собачий. Чего только не пишут в инете...
Акселерометр измеряет не силу, а ускорение - в строгом соответствии со своим названием.
И измеряет он проекцию на свою ось суммарного (векторного) ускорения, которое действуют на него в данный момент. Если он находится в гравитационном поле земли, то в этой векторной сумме неизбежно присутствует ускорение силы тяжести (ускорение свободного падения). Причем, всегда, как бы тело не двигалось.

Насчет бреда вы абсолютно правы. Особенно когда Вы говорите об ускорении силы тяжести. Особенно при скорости движения равной нулю.
Правота ,а особенно мудрость, gregory проявляется не в его объяснении работы акселерометра, а в использовании слова ЧУВСТВУЕТ.
Акселерометр силу тяжести именно чувствует.Но изменение выходного напряжения акселерометра, я имею ввиду пьезоакселерометр, в статике от высоты измерить не реально. В теории выходное напряжение на первом этаже будет существенно больше выходного напряжения на десятом.

[Guest_@Ark_*]

Насчет бреда вы абсолютно правы. Особенно когда Вы говорите об ускорении силы тяжести. Особенно при скорости движения равной нулю.

В ваших словах звучит какая-то ирония. Вы чем-то не согласны? Нужно объяснять про силу реакции опоры, и куда она приложена? Или почему при нулевом ускорении тела акселерометр покажет g, а при свободном падении - 0?
P.S. Акселерометр ничего не "чувствует", он только измеряет.

[Tanya]

В теории выходное напряжение на первом этаже будет существенно больше выходного напряжения на десятом.

Хотелось бы пожелать Вам такого же существенного повышения зарплаты - 9 ppm... для увеличения продуктивности изысканий....

[Евгений Германов...]

В ваших словах звучит какая-то ирония. Вы чем-то не согласны? Нужно объяснять про силу реакции опоры, и куда она приложена? Или почему при нулевом ускорении тела акселерометр покажет g, а при свободном падении - 0?
P.S. Акселерометр ничего не "чувствует", он только измеряет.

Жэ он не покажет. При всем желании. Про чувствительность Вы что-нибудь слышали?
Следуя вашей теории при движении вверх акселерометр что-то кажет, а при движении вниз ничего?

Хотелось бы пожелать Вам такого же существенного повышения зарплаты - 9 ppm... для увеличения продуктивности изысканий....

Но ведь больше. Какая разница на сколько. Главное в том, что на первом и десятом этажах в статике, в реальной жизни, будет ноль. И поправку на высоту над уровнем моря(при условии нахождения объекта недалеко от земли) никто не делает.

[Guest_@Ark_*]

Жэ он не покажет. При всем желании. Про чувствительность Вы что-нибудь слышали?
Следуя вашей теории при движении вверх акселерометр что-то кажет, а при движении вниз ничего?

Это не моя теория, а основы общей физики. Наверняка, Вы ее изучали когда-то, да подзабыли.
Впомните про инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Система отсчета, связанная с землей НЕ является инерциальной - надеюсь для Вас это не открытие? Дальше, надеюсь, сами объясните - почему акселерометр движущийся вниз с ускорением свободного падения должен показывать 0.
Удачи!

[jam]

Это не моя теория, а основы общей физики. Наверняка, Вы ее изучали когда-то, да подзабыли.
Впомните про инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Система отсчета, связанная с землей НЕ является инерциальной - надеюсь для Вас это не открытие? Дальше, надеюсь, сами объясните - почему акселерометр движущийся вниз с ускорением свободного падения должен показывать 0.
Удачи!

Судя из названия акслерометр должен показывать g - ускорение свободного падения. Просто мы берём это значение за ноль.
Вот предположем Америка решила отделиться вместе с причитающейся ей территорией - в результате g уменьшиться - и акселерометр покажет! изменение, хотя будет точно так же лежать на столе.

[Guest_@Ark_*]

Судя из названия акслерометр должен показывать g - ускорение свободного падения. Просто мы берём это значение за ноль...

Как у Вас все просто... Ускорение свободного падения - это не значение, а вектор (три значения по осям ваших координат). Чтобы вычесть g из полного вектора ускорения, которое выдал акселерометр по трем осям, нужно точно знать куда оно направлено в вашей системе отсчета. То есть, иметь возможность определять свою ориентацию другими, независимыми способами. Другой случай, когда есть уверенность что других ускорений, кроме g, нет (хотя бы в среднем по времени). Тогда по направлению ускорения g, можно определить направление вертикали в Вашей системе отсчета.

Вот предположем Америка решила отделиться вместе с причитающейся ей территорией - в результате g уменьшиться - и акселерометр покажет! изменение, хотя будет точно так же лежать на столе.

Не пишите Вы глупостей, пожалуйста. Их в этой теме и так достаточно...

[jam]

Как у Вас все просто... Ускорение свободного падения - это не значение, а вектор (три значения по осям ваших координат). Чтобы вычесть g из полного вектора ускорения, которое выдал акселерометр по трем осям, нужно точно знать куда оно направлено в вашей системе отсчета. То есть, иметь возможность определять свою ориентацию другими, независимыми способами. Другой случай, когда есть уверенность что других ускорений, кроме g, нет (хотя бы в среднем по времени). Тогда по направлению ускорения g, можно определить направление вертикали в Вашей системе отсчета.

Не пишите Вы глупостей, пожалуйста. Их в этой теме и так достаточно...

Вот что пишет Викпедия - http://en.wikipedia.org/wiki/Accelerometer.
А вот ссылка на девайс http://www.st.com/stonline/products/litera...26/lis302dl.htm - смотрите , он берёт g за ноль.
А это по гироскопам www.chip-news.ru/archive/chipnews/200409/Article_08.pdf

Всем доброго времени суток.
Я делаю прибор, который вычислял бы параметры траектории (протяженность пути, радиусы поворотов, высоту подъемов и тд) движения того, на чем он установлен. Я выбрал evaluation board с самым чувствительным 3-осевым аналоговым акселерометром от STMicroelectrnics. Начал с ней работать и понял, что одного акселерометра не достаточно. Он выдает проекции на три оси прилагаемых к нему сил, в том числе и силу тяжести. И получается так, что если плату начинаешь дергать-крутить-вертеть, то она выдает проекции результирующей силы (сила с которой мы ее дергаем + сила тяжести). Причем пока мы производим какие-то манипуляции с патой, то непонятно в какую сторону направлена эта сила тяжести. А чтобы точно посчитать траекторию, мне необходимо как то ибавиться от этой mg. Имеется ли какой-то датчик, который выдает ориентацию в пространстве? Тогда можно было бы просто с помощью него вычитать mg из суммы всех прилагаемых сил. Я подумал использовать гироскопы, это поможет? как они работают? или есть другие решения?
Спасибо.

P.S. измерения должны быть очень точными (до мм, а то и менее), поэтому GPS бессильна.

Кроме акселерометра нужен ещё и гироскоп - всё это вместе называется 6-осевой компас - есть 3 или 4 модели на рынке - они вроде как плывут со временем, поэтому требуют наличия GPS или какого-то способа установки нуля.

[Guest_@Ark_*]

А вот ссылка на девайс http://www.st.com/stonline/products/litera...26/lis302dl.htm - смотрите , он берёт g за ноль.

Вы переверните этот прибор или наклоните немного и посмотрите где окажется Ваш "ноль"...

Вот что пишет Викпедия - http://en.wikipedia.org/wiki/Accelerometer.

Придется процитировать самого себя:

Не пишите Вы глупостей, пожалуйста. Их в этой теме и так достаточно...

и добавить - никогда не изучайте физику по Википедии!

[jam]

Вы переверните этот прибор или наклоните немного и посмотрите где окажется Ваш "ноль"...

Придется процитировать самого себя:

и добавить - никогда не изучайте физику по Википедии!

Спецально для Вас нагуглил:
http://www.invensense.com/news/Invensense_...yro_052709.html

[Guest_@Ark_*]

Спецально для Вас нагуглил:
http://www.invensense.com/news/Invensense_...yro_052709.html

Я не пойму, что Вы хотите доказать своими ссылками. Опровергнуть физические законы что-ли? Все эти приборы выполнены в строгом соответствии с ними. Иначе бы не работали. Какой смысл тыкать в них пальцем?

[Евгений Германов...]

Это не моя теория, а основы общей физики. Наверняка, Вы ее изучали когда-то, да подзабыли.
Впомните про инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Система отсчета, связанная с землей НЕ является инерциальной - надеюсь для Вас это не открытие? Дальше, надеюсь, сами объясните - почему акселерометр движущийся вниз с ускорением свободного падения должен показывать 0.
Удачи!

Я тоже знаю много научных слов. Например: интеграл, дифференциал, кардан, молоток.
Но вся проблема в том, что я неоднократно видел осциллограммы, снятые с акселерометров,при возбуджении стола синусоидой.
Картинка- тоже синус. Как , по вашему, это соотнести с Вашим утверждением о нуле при движении вниз? Или ноль получается только при движении с ускорением в 1g?

[Tanya]

Но вся проблема в том, что я неоднократно видел осциллограммы, снятые с акселерометров,при возбуджении стола синусоидой.

Почему это Ваша проблема а не стола? Кстати, где такие столы берете...?
После знаков препинания, нажимайте, пожалуйста, самую большую и самую близкую к орденам клавишу - пробел называется.
А пока открою Вам секрет. Даже при движении вниз ускорение может быть направлено вверх (на самом деле - куда угодно). И наоборот.

[DS]

Ну Вы, господа, даете шороху ! Это же 8 класс общеобразовательной школы, а не теория относительности. Школьный учебник перечитайте.

[Guest_@Ark_*]

Картинка- тоже синус. Как , по вашему, это соотнести с Вашим утверждением о нуле при движении вниз? Или ноль получается только при движении с ускорением в 1g?

Когда акселерометр неподвижен или движется без ускорений - будет показывать g. Имеется ввиду трехосевой акселерометр, конечно. И g будет состоять из трех компонентов по осям ваших координат. Добавляете синусоиду - ее и получите на акселерометре плюс g в качестве постоянной составляющей. Ноль получается только при движении с ускорением g в низ (свободном падении). Имеется ввиду конечно исходные (измеренные) значения ускорений, а не как-то скорректированные для удобства (путем вычитания g, например).
Если лежащий на столе акселерометр перевернуть (повернуть), то его показания изменятся так как поменятеся направление вектора g в его системе координат. В свободном падении он может вращаться как угодно - все равно будет показывать ноль по всем осям.

Ну Вы, господа, даете шороху ! Это же 8 класс общеобразовательной школы, а не теория относительности. Школьный учебник перечитайте.

+500!

[Tanya]

Когда акселерометр неподвижен или движется без ускорений - будет показывать g.

Если нечто неподвижно в некоторый момент, то из этого не следует, что ускорение этого нечта равно нулю.
Оно может быть любым. А вот скорость - да.

[Guest_@Ark_*]

Если нечто неподвижно в некоторый момент, то из этого не следует, что ускорение этого нечта равно нулю.
Оно может быть любым. А вот скорость - да.

Tanya, я с Вами абсолютно согласен! Равенство нулю скорости в какой-то момент, еще ничего не говорит
об ускорении в тот же момент. Физику восьмого класса (и не только ее) я, к счастью, помню хорошо.
А в неинерциальных системах отсчета (связанных с Землей, например) даже постоянная (в т.ч. нулевая) скорость не говорит об отсутствии действующих сил...

[hlebn]

По конкретному датчику.
Датчик 3 осевой.
Если проложить на горизонтальную неподвижную поверхность то показания будут x=0, y=0, z=1g. а если перевернуть датчик то x=0, y=0, z=-1g.
При свободном падении показания датчика x=0, y=0, z=0. Также датчик определяет режим свободного падения и информирует о нем.
Показания датчика по любому приходится фильтровать ибо уж больно он шумный (или мне так не повезло с ним).

[Guest_@Ark_*]

Показания датчика по любому приходится фильтровать ибо уж больно он шумный (или мне так не повезло с ним)

Ну вот, все совершенно правильно. В полном соответствии с физикой. Датчик у Вас нормальный. Это не шум самого датчика, а измеренные вибрации, которые он "ловит" лежа на столе или когда держите его в руках. Фильтровать нужно в любом случае. И аппаратно (если выход аналоговый), и программно.

[Rst7]

Ну Вы, господа, даете шороху ! Это же 8 класс общеобразовательной школы, а не теория относительности. Школьный учебник перечитайте.

А то. Дома, правда, школьного учебника не сохранилось, но нашлась пара классических книг:

1. "Элементарный учебник физики" под редакцией ак. Ландсберга (71г).
2. "Физика для поступающих в ВУЗы" (Бутиков, Быков, Кондратьев, 91г).

И та, и та книга - далеко не первое издание, как говорится, проверено временем.

В первой книге "силы инерции" еще фигурируют, однако, с массой оговорок. Во второй - такое словосочетание полностью отсутствует! Даже принцип эквивалентности сформулирован в виде "эквивалентность поля тяжести и ускоренного движения системы отсчета".

Куда же пропали "силы инерции", которые так любит Татьяна и утверждает о их "нефиктивности", из школьных учебников? Ответ, например, может звучать так:

Вопрос. В научной и технической литературе часто используется термин «силы инерции». Реальны или фиктивны эти силы?

Ответ. Одним из первых классиков математики и механики, который подчеркивал нереальность сил инерции, был Леонард Эйлер (1707–1783). Он писал: «Иногда пользуются выражением „сила инерции“, так как сила есть нечто противодействующее изменению состояния. Но если под силой понимать какую-то причину, изменяющую состояние тела, то здесь ее нужно понимать совсем не в этом смысле: проявление инерции в высшей степени отлично от того, которое свойственно обычным силам. Поэтому для избежания какой-либо путаницы слово „сила“ не будем употреблять и будем рассматриваемое свойство тел называть инерцией» [27] .

Однако как ни боялся Эйлер путаницы, она все-таки произошла.

«Виновными» в этой путанице оказались французские математики и механики Жан Лерон Даламбер (1717–1783) и Жозеф Луи Лагранж (1736–1813). Первый сформулировал свой принцип, а второй математически его обработал, так что в современной формулировке он звучит так: «Если в любой момент времени к каждой из точек системы, кроме фактически действующих на нее внешних и внутренних сил, приложить соответствующие силы инерции, то полученная система сил будет находиться в равновесии и к ней можно будет применять все уравнения статики» [25] .

Пожалуй, ни одно из положений механики не вызывало, да и сейчас не перестает вызывать столько споров и путаницы, как принцип Даламбера. В 20-е годы прошлого века против него выступали философы, обвиняя его автора в недиалектично сти: по принципу Даламбера изучение динамики сводится к исследованию статики, представляющей собой частный случай динамики. В 30-е годы возникла дискуссия о силах инерции между инженерами-практиками и механиками-теоретиками. Практики утверждали, что силы инерции реальны и именно они производят те действия, которые тела совершают «по инерции».

Последняя из этих дискуссий состоялась в 1983 году в актовом зале МВТУ им. Баумана и закончилась убедительной победой сторонников фиктивности сил инерции.

Каков же современный взгляд на реальность сил инерции? Исчерпывающий ответ на этот вопрос дал академик А. Ю. Ишлинский [17] : «Реально существующими объявляются лишь силы, вызывающие ускорения материальных точек и тел относительно „абсолютной“ системы координат (инерциальной системы отсчета – Н. Г.). Они выражают меру механического взаимодействия тел в природе... Следует отличать так называемые даламберовы силы инерции от сил инерции, вводимых при рассмотрении движения материальных точек и тел по отношению к подвижным системам координат. Последние будут именоваться эйлеровыми силами инерции. И даламберовы, и эйлеровы силы инерции не являются силами физическими и в этом смысле нереальны. Введение этих несуществующих сил чисто условное...»

Тем не менее в технической литературе существует огромное количество ошибок этого плана. Например, при изучении движения гибких связей – ремней, цепей – по криволинейным траекториям, силу, действующую на элемент массы, в учебниках чаще всего направляют не в сторону нормального ускорения, а в противоположную. Между тем, учащиеся из курса физики уже знают, что сила должна быть направлена в ту же сторону, что и вызываемое ею ускорение, согласно второму закону Ньютона. Возникает путаница, которой так боялся Эйлер!

Этому вопросу следует уделить в школе повышенное внимание, особенно со школьниками, которые в дальнейшем будут обучаться в технических вузах.[1]

...
1. Аппель П. Теоретическая механика. – М.: Физматгиз, 1960.
...
17. Ишлинскии А. Ю. Механика относительного движения и силы инерции. – М.: Наука, 1981.
...
25. Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики. – М.: Наука, 1970.
...
27. Эйлер Л. Основы динамики точки. – М-Л.: ОНТИ, 1938.

Жирный шрифт - мой.

[NickNich]

Ну Вы, господа, даете шороху ! Это же 8 класс общеобразовательной школы, а не теория относительности. Школьный учебник перечитайте.

[Вспоминая о былых битвах на электрониксе] Это был тонкий троллинг. Подробнее о явлении можно почитать тут. Тема "инерциальный датчик на электрониксе" скоро станет хрестоматиынйм примером возбуждения общественности.

ЗЫ. Кстати, AVR круче чем PIC - у нее удобнее система комад, в которую более эффективно компилируется С-код.

[Tanya]

А то. Дома, правда, школьного учебника не сохранилось, но нашлась пара классических книг:

1. "Элементарный учебник физики" под редакцией ак. Ландсберга (71г).
2. "Физика для поступающих в ВУЗы" (Бутиков, Быков, Кондратьев, 91г).

И та, и та книга - далеко не первое издание, как говорится, проверено временем.

В первой книге "силы инерции" еще фигурируют, однако, с массой оговорок. Во второй - такое словосочетание полностью отсутствует! Даже принцип эквивалентности сформулирован в виде "эквивалентность поля тяжести и ускоренного движения системы отсчета".

Куда же пропали "силы инерции", которые так любит Татьяна и утверждает о их "нефиктивности", из школьных учебников? Ответ, например, может звучать так:


Жирный шрифт - мой.

Не морочьте мою голову цитатами из Ишлинского времен господства диалектического материализма. Кто такой Ишлинский? Академик, директор Института Проблем Механики. Они там совсем другими проблемами занимались(ются).
Про учебники. Вот в первом издании одного из школьных учебников даже законы Ньютона излагались с ошибками. Автора знаю (лично), но не скажу. Он исправился... Ему подсказали...
А проблема не так проста. Исторически все было так.
Великий Исаак Ньютон создал непротиворечивую теорию механики. (При этом ему пришлось создать новую математику.)
Он ее создавал для объяснения движения небесных тел. Поэтому гравитационное взаимодействие, которое он выдумал, являлось неотъемлемой частью всей его теории. Нынче об этом часто забывают.
Так вот, сила гравитации так же ненаблюдаема, как и силы инерции сами по себе (точнее - неотличима от них). Только по ускорению пробных тел.
Гравитационные волны не обнаружены, скорость распространения гравитационного взаимодействия не измерена. Изотропность и аддидивность массы только постулируется. А многие даже не задумываются в эту сторону.

[Rst7]

Не морочьте мою голову цитатами из Ишлинского времен господства диалектического материализма.

Ах вот оно как... Кровавая гэбня...



...Тьфу....



...Ушел по английски, не прощаясь...

[Tanya]

Ах вот оно как... Кровавая гэбня...
...Тьфу....
...Ушел по английски, не прощаясь...

Вы не поверите... В советских книжках по строению молекул силовое поле по т. наз. модели Юрай-Брэдли объявлялось нефизичным. Считалось (в СССР), что только модель грузиков с пружинками в определенных - разрещенных местах должна применяться при расчетах. И только такие расчеты можно было публиковать. Еще клеймилась теория "резонанса"...
А что, англичане, уходя, не прощаются, но плюются?

[Microwatt]

Не морочьте мою голову цитатами из Ишлинского времен господства диалектического материализма. Кто такой Ишлинский? Изотропность и аддидивность массы только постулируется. А многие даже не задумываются в эту сторону.

Да уж, безнадежное старье этот материализм. А Ньютон, хот и правильный пацан, но еще старше.
Круто теорию Алана Чумака юзать.

Акселерометр по своей конструкции измеряет силу на пробной массе. Совершенно очевидно, что сила тяготения тоже будет обнаруживаться. Просто не всегда сила связана с движением. Кирпич на пятом этаже давит на опору, но при этом не ускоряется.
Нам что в теме нужно? Научиться по показаниям реального акселерометра кой-как вычислить траекторию или создать абсолютно демократическую, нематериальную физику?
Присоединяюсь к RST7, хоть и неэстетично -Тьфу!

[Tanya]

Акселерометр по своей конструкции измеряет силу на пробной массе. Совершенно очевидно, что сила тяготения тоже будет обнаруживаться. Просто не всегда сила связана с движением. Кирпич на пятом этаже давит на опору, но при этом не ускоряется.
Нам что в теме нужно? Научиться по показаниям реального акселерометра кой-как вычислить траекторию или создать абсолютно демократическую, нематериальную физику?
Присоединяюсь к RST7, хоть и неэстетично -Тьфу!

Вот, представьте себе, что Вы очнулись в закрытом помещении без окон. На стене акселерометр. Он что-то там показывает. Что же он показывает? Силу тяжести на неизвестной планете, или ускорение Вашего космического корабля? Или искусственную силу тяжести от большой центрифуги, куда Вы невзначай попали...
Или сумму всего этого?
Все ответы равноправны - он показывает гравитацию - "естественную", в которую Вы верите + "искусственную", которую вы (Вы+Rst7) не признаете.
Ваша очевидность основана на признании (вере) равенства (идентичности) инертной и гравитационной масс, их изотропности и аддитивности. А раз массы идентичны, можно ли гравитацию отличить от инерции. Ваша вера приводит к противоречию...
Отделить их можете? Когда сможете, - сообщите, пожалуйста. И траекторию... тоже интересно...

[Евгений Германов...]

Почему это Ваша проблема а не стола? Кстати, где такие столы берете...?
После знаков препинания, нажимайте, пожалуйста, самую большую и самую близкую к орденам клавишу - пробел называется.
А пока открою Вам секрет. Даже при движении вниз ускорение может быть направлено вверх (на самом деле - куда угодно). И наоборот.

Ими Брюль и Къер торгуют. Вроде жму. Но видимо несильно. Может, но из текста оппонента следовало, что он уронил датчик. А поймать не смог, и он, бедняга, падает.
Вообщето кнопка так себе.

[blackfin]

А то. Дома, правда, школьного учебника не сохранилось, но нашлась пара классических книг:

1. "Элементарный учебник физики" под редакцией ак. Ландсберга (71г).
2. "Физика для поступающих в ВУЗы" (Бутиков, Быков, Кондратьев, 91г).

И та, и та книга - далеко не первое издание, как говорится, проверено временем.

Вот ещё из "проверенных": Основные законы механики.

[Microwatt]

Вот, представьте себе, что Вы очнулись в закрытом помещении без окон. На стене акселерометр. Он что-то там показывает. Что же он показывает?
Ваша очевидность основана на признании (вере) равенства (идентичности) инертной и гравитационной масс, их изотропности и аддитивности. А раз массы идентичны, можно ли гравитацию отличить от инерции. Ваша вера приводит к противоречию...
Отделить их можете? Когда сможете, - сообщите, пожалуйста. И траекторию... тоже интересно...

Tanya, хорошая теоретическая подготовка заслуживает всяческого уважения. Но она не должна превращать решение практических задач в схоластический диспут об основах мироздания..
Я вовсе не путаю массу покоя и силу, возникающую при ускорении (вызывающую ускорение).
Но в задаче нам вовсе не требуется определить измерениями в изолированной камере центр Вселенной. Нам достаточно отделять константу силы тяжести, а не гадать о ее природе, сидя в черном ящике.
Нам важно относительное ускорение от некой нулевой точки отсчета, насколько я понял. Это сотни и тысячи раз реализовано в навигационных системах.
И над траекторией тоже не нужно смеяться. Конечно, для полной трехмерной системы нужен еще гироскопический интегратор вектора угловых скоростей. Но. зная мгновенную ориентацию объекта по компасу, мы можем вычислить в ряде случаев его положение только по показаниям акселерометра. Хотя бы на плоскости.
Или я ошибаюсь?

[Guest_@Ark_*]

Или я ошибаюсь?

Не то, что бы ошибаетесь... Просто, сильно недооцениваете сложность задачи, imho.
Помнится, автор темы заказывал точность перемещения в миллиметры...

... в задаче нам вовсе не требуется определить измерениями в изолированной камере центр Вселенной. Нам достаточно отделять константу силы тяжести, а не гадать о ее природе, сидя в черном ящике.

Так предложите такой способ, за чем же дело? Желательно, простой и надежный.
Предлагаете использовать гироскопы? Замечательно! Зафиксируете, с их помощью, вашу систему координат в пространстве, определите направление вертикали в ней, по справочнику возьмете "точное" значение g. Так я понимаю? А дальше начнутся большие и маленькие "открытия". А точнее, очередной "поход по граблям", который без "теоретической подготовки", Вам просто обеспечен...
P.S. Даже немного странно слышать от Вас рассуждения, смысл которых примерно такой "навигационные системы - это же совсем просто!". Если кто-то заявит такое про импульсные источники питания, то, наверое, первый закидаете помидорами...

[jam]

зная мгновенную ориентацию объекта по компасу, мы можем вычислить в ряде случаев его положение только по показаниям акселерометра.

6 и 12-осевые компасы именно и сделаны для того, что бы знать положение объекта, не знаю дают ли они разрешение 1мм - но может и дают, поскольку используются в манипуляторах промышленных роботов. Другое дело - что автору нужно...
Если он хочет с точность до мм в чистом поле 1км х 1км, то остаётся только пожелать ему удачи.

[Microwatt]

Не то, что бы ошибаетесь... Просто, сильно недооцениваете сложность задачи, imho.
Помнится, автор темы заказывал точность перемещения в миллиметры...

P.S. Даже немного странно слышать от Вас рассуждения, смысл которых примерно такой "навигационные системы - это же совсем просто!". Если кто-то заявит такое про импульсные источники питания, то, наверое, первый закидаете помидорами...

Не надо закидывать меня помидорами. Я вовсе не хочу сказать. что это просто. С вилами наперевес и с 10-ю классами на такую задачу бросаться не стоит, конечно.
Я к тому, что навигационные системы все же существуют.
Для этого не потребовалось переписать всю теоретическую физику и создать акселерометры без пробной массы или гироскопы без маховика.

[1S49]

Лазерный гироскоп и волоконно-оптический гироскоп обходятся без маховика. Почти совсем.
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnik...AVIGATSIYA.html

Сообщение отредактировал 1S49 - Sep 19 2009, 21:00

[BORIV]

Акселерометр не даёт информации о скорости, только о её изменении. Можно конечно скорость вычислять, зная время и ускорение, но только с неизбежной погрешностью. Погрешность будет накапливаться с течением времени. И погрешность скорости, и погрешность вычисленных координат положения объекта. Через какое время погрешность превысит требуемую - надо считать.
Сдаётся мне, что гироскопы здесь не помогут.

[jam]

Не надо закидывать меня помидорами. Я вовсе не хочу сказать. что это просто. С вилами наперевес и с 10-ю классами на такую задачу бросаться не стоит, конечно.
Я к тому, что навигационные системы все же существуют.
Для этого не потребовалось переписать всю теоретическую физику и создать акселерометры без пробной массы или гироскопы без маховика.

Посмотрите цену на корабельные гироскопы - от 25 к$ и выше и выше. Речь идёт именно о MEMS

[Microwatt]

Посмотрите цену на корабельные гироскопы - от 25 к$ и выше и выше.

Ой-ей! Они меня в пятницу на худсовете спрашивают:
-Вы сможете сыграть товарища Брежнева в "Малой земле"?
А я им
- Подумаешь, я даже королей играл!
Так они чего-то сразу глаза опустили и замолчали....
Вы бы приценились к ГИВУС КИ-34, так не пугали б нас дешевым буржуйским ширпотребом.

[jam]

Ой-ей! Они меня в пятницу на худсовете спрашивают:
-Вы сможете сыграть товарища Брежнева в "Малой земле"?
А я им
- Подумаешь, я даже королей играл!
Так они чего-то сразу глаза опустили и замолчали....
Вы бы приценились к ГИВУС КИ-34, так не пугали б нас дешевым буржуйским ширпотребом.

Да я не о том - человек купил борт с микросхемой и спрашивает, что туда нужно добавить чтобы всё стало хорошо.
Да вот беда - MEMS гироскопы плывут сильно от времени, а настоящий вроде Вами названного это не из этой оперы. Тоже самое можно сказать и об акселерометрах.
Наверно ему задачу придётся решать каким-нибудь другим способом. Да и как-то не понятно - что же автору нужно на самом деле, поэтому и разговор получается вобщем-то ниочём - общение так сказать.

[alextr]

Шесть степеней свободы = шесть акселерометров + вычислитель.
Установка в ноль.
Интегрируем ускорение получаем скорость, интегрируем скорость, получаем путь.
В координатах относительно звезд, получаем положение объекта.

В координатах связаных с землей
Учитываем движение земли.
Вычисляем положение объекта относительно земли.

Время от времени придется вводить корекцию ошибок

[Guest_@Ark_*]

Интегрируем ускорение получаем скорость, интегрируем скорость, получаем путь.
В координатах относительно звезд, получаем положение объекта.

Еще один "шашко-махатель"...

Ускорение свободного падения забыли вычесть, перед интергрированием.

А, также, забыли определить его значение и направление, в зависимости от:
- широты и долготы местности;
- высоты на уровнем моря;
- местных геоаномалий;
- текущей фазы луны (!);
...
Достаточно?

[alextr]

Еще один "шашко-махатель"...

Ускорение свободного падения забыли вычесть, перед интергрированием.

А, также, забыли определить его значение и направление, в зависимости от:
- широты и долготы местности;
- высоты на уровнем моря;
- местных геоаномалий;
- текущей фазы луны (!);
...
Достаточно?

Нет, не достаточно.
Достаточно выставить НОЛЬ.

[Guest_@Ark_*]

Нет, не достаточно.
Достаточно выставить НОЛЬ.

Тогда - счастливого пути!

[alexQ]

Господа,
то о чем говорит alextr имеет право на жизнь. и ТАКИЕ ИНС-ы существовали еще в эпоху развитого социализма
Всем интересующимся могу выслать pdf c интересным проектом робота в котором применяется как раз ИНС на базе "6-и аккселерометров жестко закрепленных в мировом пространстве", НО результаты и проблемы с которыми столкнулся профессор при испытаниях этого робота не очень радуют.... основная проблема там, чтобы получить точность, сенсоры геометрически нужно разносить в пространстве, жестко зафиксировав, и необходимо знать расстояние между ними до самых минимальных размеров (чем точнее расстояние, тем точнее будет вся система в целом) и компактную систему не получить в принципе. в проекте есть вся математика в СИшных кодах.

мой совет, возьмите готовый сенсор вроде ADIS16405. он еще и магнитный курс (3D) показывает истинный, кубик такой пару см на пару см с цифровым интерфейсом, .. с экономите кучу времени и заоченьдешево получите хороший результат. Кстати сам ADIS16405 как раз применяется во всяких "летающих" INS-х.
p.s. с отладкой и сеносором могу помочь (только в личку, если интересно будет).
http://www.analog.com/static/imported-file...mo_EvalTips.pdf
http://www.analog.com/static/imported-file...16400_16405.pdf

IMHO, стшные датчики разработаны для массового применения в автомобильных эйрбагах, точность никакая, рассчитаны на массовый ширпотреб, отсюда и цены такие, а вы тут нам про навигацию ...

[Евгений Германов...]

Время от времени придется вводить корекцию ошибок

Ежемикросекундно придется корректировать своё местоположение., только непонятно по чему(в сиысле усторйства для выдачи координат). Акселерометр и точность - вещи плохосовместимые, и пытаться ловить миллиметры бесполезно.
Меня больше волнует вопрос: откуда некоторые собираются вычитать Ж. Учитывая пристальное внимание к моей персоне со строны некоторых не рискну развивать тему о Ж дальше, но очень интересует вопрос-почему именно g.

По конкретному датчику.
Датчик 3 осевой.
Если проложить на горизонтальную неподвижную поверхность то показания будут x=0, y=0, z=1g. а если перевернуть датчик то x=0, y=0, z=-1g.
При свободном падении показания датчика x=0, y=0, z=0. Также датчик определяет режим свободного падения и информирует о нем.
Показания датчика по любому приходится фильтровать ибо уж больно он шумный (или мне так не повезло с ним).

Этот текст меня впечатлил до такой степени,что я просто был вынужден вмешаться в процесс обсуждения.
1.Датчик (если он пьезо) просто выдает милливольты. Ж оп при всем желании показать не может. Кто хоть раз видел акселерометры подтвердит мою правоту.
2 С ориентацией у автора этого текста однозначно плохо. Если датчик правильно сорентирован, то что-то показать он может только по оси Y. Даже если он сорентирован неправильно-то покажет только по оси перпендикулярной горизонтальной поверхности.
3 Пьезоакселерометры используют как для измерения ускорения, так и для измерения вибрации.Эти устройства отличаются друг от друга.Чем обзавелся автор надо ещё посмотреть.
И,повторюсь, почему именно g. Как уже неоднократно писалось датчик представляет из себя кусок керамики (речь идет о пьезоакселерометре) на котором лежит груз определенного веса. Почему выходной сигнал датчика должен быть равен 1g, пересчитанному в милливольты?

[alextr]

" ADIS16405 — это высокоточный микромеханический датчик с трехосевым гироскопом, акселерометром и магнитометром в компактном корпусе с интерфейсом SPI."

Стоит не дешево, около 1000 долларов.

[alexQ]

" ADIS16405 — это высокоточный микромеханический датчик с трехосевым гироскопом, акселерометром и магнитометром в компактном корпусе с интерфейсом SPI."

Стоит не дешево, около 1000 долларов.

еще следует добавить что он откалиброван по осям и прочим делам уже с завода.
и где это 1000 долларов он стоит??? цены есть на сайте www.analog.com
говорю ж, если интересно в личку пишите.

[alextr]

и где это 1000 долларов он стоит???

Да это я в поиске набрал "ADIS16405 цена"

[AlexSVC]

Я так понял из прочтенного топика, что у автора на данном этапе проблема с накладкой ускорения свободного падения на показания акселерометра ?
Как вариант, можно использовать показания датчика, который стоит в электронном уровне (в журнале радио за это лето была публикация, точнее - лень искать). Он возвращает угол наклона. По двум таким датчикам можно определить ориентацию прибора и вычесть наложенное ускорение.

[dim99]

1.Датчик (если он пьезо) просто выдает милливольты. Ж оп при всем желании показать не может. Кто хоть раз видел акселерометры подтвердит мою правоту.
2 С ориентацией у автора этого текста однозначно плохо. Если датчик правильно сорентирован, то что-то показать он может только по оси Y. Даже если он сорентирован неправильно-то покажет только по оси перпендикулярной горизонтальной поверхности.

Возьмем конкретный датчик LIS3LV02. Цепляем к AVR и смотрим результаты.

1. Датчик выдает коды (2 байта) для выбранного диапазона измерения +\- 2 g или +\- 6 g.
2. Ориентация -
когда датчик находится в таком состоянии, то по оси z получаем код, равный -1 g.

[Serj78]

Господа!!!
Прежде чем ломать копья, посмотрите на физику работы акселерометра! Обычный МЕМС акселерометр, это просто, образно говоря, грузик на пружинке с потенциометром для отслеживания положения.!! То есть просто БЕЗМЕН .

Дальше все рассуждения станут предельно просты . Если вы безмен с гирей положите горизонтально, он ничего не покажет. Если вы безмен с гирей сбросите с 5-го этажа, то пока он не долетит до земли, он ничего не покажет

[Rostislav]

Человеку, без тени смущения, задающему вопрос “как работает гироскоп?” не стоит браться за инерциальные системы навигации, тем более с точностью до каких-то там миллиметров. Для его же пользы. Не надо. Займетесь тем, в чем у вас есть базовое образование, экономический эффект будет выше.

Человеку, без тени смущения, знающему все в вопросе “как работает гироскоп?” не стоит так отзываться о человеке которому что-то не понятно. Более того! Вы ведь тоже не знаете как он (гироскоп) работает. И никто в мире не знает!!!!!! Потому, что никто не знает откуда и почему вообще есть такое свойство у материи, как масса.

На форумах часто встречаю людей, которые конкретным предложением не могут помочь и единственный их призыв или купить готовое решение и не "мучится", или заняться "уборкой улиц".

[Stanislav]

  

...На форумах часто встречаю людей, которые конкретным предложением не могут помочь и единственный их призыв или купить готовое решение и не "мучится", или заняться "уборкой улиц".

Спорить не буду, а вот только таких, которые думают, что "если-дважды-проинтегрировать,-то-всё-получится,-скажите-мне-только-формулу-и-посоветуйте-микроконтроллер" тоже немало.
Перед тем, как браться за конкретное дело, неплохо бы чётко уяснить задачу, изучить хотя бы основы теории, да ознакомиться со свойствами доступных датчиков. В 90% случаев пыл угаснет сам собой: дешёвые решения далеко не всегда могут привести к желаемому результату. Впрочем, дорогие тоже.

[карабас]

Да, если все было бы просто... возьмите практически любой mems ДУС и посмотрите на параметр (сдвиг/дрейф нуля от вектора G)
в лучшем случае из дешевых ДУСов (до 100 баксов) не более 0,05 градуса в секунду на 1 g, интегрируем худший сдвиг и получаем полный кирдык!
А ведь в общем случае датчик может принимать любое положение по отношению к вектору силы тяжести!

Сообщение отредактировал карабас - Nov 3 2010, 19:48

[do_it_self]

Здравствуйте!
на данный момент работаем над задачей определения координат объекта по средствам объединенной системы INS&GPS, во время отключения сигнала GPS. По сути, та же задача, что и тема данного топика. в качестве инерциальных датчиков берем дешевый МЕМС - ADIS16354 (примерно 500$), который содержит 3 акселерометра и 3 гироскопа.
вот как мы решаем эту задачу:
знаем угловые скорости, решаем кинематические уравнения(ур-я Пуассона), вычисляем кватернион,связывающий ориентацию нашей СК для бесплатформенной ИНС с ориентацией в геоцентрической СК, переходим непосредственно в эту СК, вычитаем в ней из показаний акселерометра по соответствующей оси g, интегрируем(один или 2 раза соответсвенно), получаем оценку местоположения.(вроде так, если ничего не напутал )+фильтрация.

одна из проблем, с которой столкнулись при решении! подскажите, опытные люди!(написал бы в личку, но не могу!((((( )
на данные с выхода всех датчиков влияют смещения этих датчиков и масштабные коэффициенты(о чем было сказано выше)(также шумы датчиков и кроссфакторы влияния осей, но об этом пока не думали).эти параметры для ADIS разные при каждом включении! то есть понятно, что данные вредные факторы надо оценивать-то есть калибровать прибор. возникает несколько вопросов: ну допустим откалибрую я датчики в лаборатории с помощью сложного стенда и замороченных методов калибровки, и что? при непосредственной установке на объект все значения "вредных факторов" будут другими. то есть надо проводить эту процедуру непосредственно перед началом движения. как это сделать, если прибор уже установлен на объект???
возможен другой вариант - в этом датчике (ADIS) предусмотрена функция автокалибровки. программируем соответствующие регистры в девайсе, ждем некоторое время - он выдает, во всяком случае, значения смещения по всем осям...можно ли ограничиться только этой процедурой? (мой ответ на этот же вопрос - нет, так как заводская калибровка, как я понял и на сколько смог разобраться с датчиками, не дает ни масштабных коэффициентов ни значения кроссфакторов, но в условиях непосредственно натурного эксперимента???) если да, то стоит ли тогда проводить процедуру лабораторной калибровки??? посоветуйте, если есть какие-либо идеи?!

И я не из тех, кто считает, что 2ое интегрирование решает проблему!:))) мы изучаем задачу уже не мало времени и с разных сторон!)

[klen]

ууууу....... как все запущено, ... от корки до корки прочитал, вставлю свои 3 копейки. начнем все с начала, как всегда

в теорию вдаватся не буду, похоже она тут не всем нужна по ряду разных иррациональных причин. сразу перейду у тому как нада сделать. сам морочусь это задачей 3 года. задачка провести аэродинамический летательный аппарат по маршруту.



1. Акселерометры выдают сигнал пропорциональный проекции суммы векторов ускорения и mg (почему ? это к создателю которго Гагарин в космосе должен был увидеть по мнению некоторых) на ось чувствительности.
2. МЕМs гироскопы (правеольнее называть СКОРОСТНЫЕ ГИРОСКОПЫ) выдают сигнал пропорциональный угловой скорости врашения оси чувствительности (кстате замдумайтесь над скользким вопросом - А В КАКОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ это врашение подразумевается, из ответа следует что покоющийся на земле трехосевой скоростной (да и обычный механический) будут давть по всем осям ненулевый! значения)
3. нам нужно !
измерить координаты в системе координат связанной с земдей( ортодромические или декартовые неважно )
измерить ориентацию осей платформы в этойже системе координат

вопрос вопрос - как из 1 и 2 сделать 3, ответ - НИКАК. почему - чтоб измерить относительную координату нада два раза проинтегрировать сигнал с акскелерометра, как уже сдесь разжУЖЁжовывано!!! в сигнале на входе интеграторов нада скомпенсировать составляющие mg... а чтоб их скомпенсировать нада снать ориентацию. фигня вопрос - у нас есть гироскопы - сбрасываем на мерной горизонтали инреграторы интегрируем один раз и получаем углы ориентации... используем их для расчета сигнала с акселерометров и.... хрена лысого, через минуту - несколько Ваша замечательная платформа скажет вам ЧТО ОНА ОКАЗЫВАЕТСЯ ДВИГАЕТСЯ В СТОРОНУ АЛЬДЕБАРАНА ПО КРАТЧАЙШЕМУ ПУТИ СКВОЗЬ ЗЕМЛЮ!! причина? в сигналах датчиков имеется ОШИБКА ИЗМЕРЕНИЯ, в итоге эта ошибка интегрируется АЖ 3 раза один раз на гироскопах + 2 на акселерометрах. Че делать? вешатся!

теперь тонкие моменты которые вылезут если ВЫ умудритесь сделать СУПЕРМЕГАТУРБОКЛЕВЙ акселерометр и скоростной гироскоп в которых ошибка измерения будет нулевая думаете это Вам поможет, Вы действительно думаете что это спасет отцов русской демократии?? хрена лысого;
-нелзя полность учесть межканальное взаимодействие
-нельзя избавится от ошибок АЦП
-нельзя избавится от конечной полосы пропускания системы обработки сигнала с датчиков
-неизвестно описание поля гравитации на маршруте ( mg - это примитивная модель , не примитивная mg(X), где X - вектор координат платформы ). для начала вспомните что в 5 классе объясняли почему портрет Ленина на экваторе выгоднее запускать ракетой к Луне нежели с Байконура( кстате в космической отрасли у нас вполне обоснованные комплексы неполноценности по поводу места нашего ПМЖ). что приведет что компенсация mg будет опять с ошибкой.
-нельзя нельзя 1001 раз

А теперь посмотрим на что можно и как это работет на реальных образцах техники - вернее какого изврата приходится иметь чтобы хоть както ракета прилетела куда нада а не как глонасовские спутники с Потоном.

как борются с ошибками определения ориентации
ставять лазерные гироскопы - дают высокую точность но не избавляют от накопления ошибок
неизбежно для списания ошибок интегрирования вводят в навигационный комплекс дополнительные неавтономнеы каналы коррекци
a) радиотехничеческие ( РСДН РСБН СРНС(типа Глоннас по нашему) )
б) оптические - это так называеймые астрокоординаторы - работают по звездам, требуют очень точного источника времени.
в) по магнитному полю земли - в определенные моменты по нему можно ГНРУБО сбросить ошибки гироскопа
г) пирометрические - определяют фоновую температуру конуса диагарммы направленности - типа у земли и неба разные иемпературы излучения, если датчика 4 и они в горизоне то дифсигнал близок нулю при крене возникает разность и реализуется дискриминационная характеристика. неработають на малых высотах, неработают в условиях рельефа и тд.
д) ну еще есть теория из мира эфиродинамики - там дается ответ как померить абсалютную скорость относительно покоющегося эфира. (это тем кто дочитал для окончательного выноса мозга)

на ракетах которые не должны пользоватся внешними каналами - они будут падавлены противником ( GPS и Глоннас сугубо мирные технологии для бомбометания по верблюдам груженных коноплей, в случае всемирного шухера спутники будут выведены минут через 10 и никой спутниковой навигации и даже видимо радиосвязи не будет - все включат стнции радиолектронной брорьбы на мегаватные мощности и превеД! ) применяестя обычные платформы - но увод ее з подлетноее время просто обеспечивает промах менее заданного. Хотя вру, наши баллические ракеты привыходе в ближний космом васетаки по звездам корекцию производят а то они бы а америку попалиьы только вот в юную или севеную неизвестно.
на самолетах есть каналы коррекции - например у всех радиолокаторов в режиме 'по земле' есть "кнопка коррекция' - штурман видит кород.. о!!!! командир - этож Волгоград!!! куда нас занесло!! ... вижу электорстанцию... о! вижу на локаторе!! ввожу координаты плотины электностанции в новигационну систему!!! получаю локатором дальность и пеленг..... ИНС хавает это пересчитывает и корректирует интеграторы ...


недавече как в декабре имел в руках модуль микронавигации размером с полбуханки хлеба, сделн в России. я его спецально попрол продемонстрировать. вообщем в течении 10 секунд после запуска обеспечиват точность измерения углов непоню а координат с точность 3 сигма 0,5 см. после десятой секунды все разваливается - ошибка нарастает квадратично. модуль предназанчен для приема сигнала радиолокатором - для измерения фазового центра антенны чтоб собрать синал по времени и по частоте доплера. вот так, 10 секунд - и это несомненный успех!!

ну както так если в детали не вдаватся.... гдето мож чучуть неаврал но за базар отвечаю.

просто убежден что всех постигло понимание и бесссссспросветный оптимизм по поводу изготовления подводных лодок за 3 копейки дома с паяльником на болконе.

[do_it_self]

а кто говорит о балконах, паяльниках и 3х копейках?!))) да, задача не самая простая!)
у нас же задача, слава богу, чуточку проще!)))а именно:навигация наземного транспортного средства в условиях далеких от постапокалиптических, описанных вами!:)))я конечно же про наличие GPS или ГЛОННАС, ну или хотя бы нескольких видимых спутников.ну и их полное отсутствие не исключается.
я с вами полностью согласен, но, все-таки, не могли бы вы что-нибудь посоветовать по вопросу калибровки датчиков(дабы уменьшить хоть вклад этих погрешностей).

[klen]

калибровка и шумы вещи перпендикулярные. калибровки избавляются не от шумов измерений а добиваются например линеризации функци датчика. если он нелинейный (в Вашем случае как я понял пока даже нуль выловить не удалось), а шумы это другое.

как быстро ошибка набегает. ну там к примеу 5м в квадрате за минуту...меряли? статистику набирали? спектральную плотность процесса ошибки оценивали?

нек стоит заблуждатся что на автомобиле это проще чем на самолете - машина это не сферический конь в вакууме катющийся по идеальной плоскости -это ведро с гайками которе едет по трехмерному рельефу (чиновники это дорогами назывют). если есть спутники то все хорошо, если нет то мне кажется задача становится дороже чем пробашлять взятку чтоб "заказчик и так принял'

вообще то это не комне это к специалистам вопросы, я только типа в теме потому что без навигационных данных я не сделаю свои задачи. Должныж быть люди которые этим занимались и занимаются.

[do_it_self]

я тоже далек от того, чтобы назвать себя специалистом)есть незнакомая задача, мы пока пытаемся в неё въехать) пока до натурного эксперимента не дошло, а моделирование дает приемлемые результаты...вот пытаемся оценить, что мы получим, имея реальный МЕМС датчик со всеми его болячками.
о шумах датчика никакой речи не идет - это отдельная задача!там да, и корреляционную/спектральную функции надо оценивать, потом аппроксимировать и т.д. сейчас задача поймать ноль на датчиках, оценить масштабные коэффициенты и кроссфакторы. чтобы позже учесть это в мат. модели наблюдений.
вопрос в чем - стоит ли заморачиваться на сложную и дорогущую калибровочную установку и делать все это в лаборатории, если есть заводская калибровка, которая может оценить только один из неизвестных параметров.(ну с учетом того, что шумы мы как-то аппроксимировали и ввели в модель).
вот, кстати, ещё вопрос: кто-нибудь может разбирался с проблемой комплексирования ИНС & GPS/ГЛОННАС? собственно вопросы возникают по схеме интегрирования с сильной связью(tightly coupled integration)

и вот ещё, по поводу:

1. Акселерометры выдают сигнал пропорциональный проекции суммы векторов ускорения и mg (почему ? это к создателю которго Гагарин в космосе должен был увидеть по мнению некоторых) на ось чувствительности.
2. МЕМs гироскопы (правеольнее называть СКОРОСТНЫЕ ГИРОСКОПЫ) выдают сигнал пропорциональный угловой скорости врашения оси чувствительности (кстате замдумайтесь над скользким вопросом - А В КАКОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ это врашение подразумевается, из ответа следует что покоющийся на земле трехосевой скоростной (да и обычный механический) будут давть по всем осям ненулевый! значения)
3. нам нужно !
измерить координаты в системе координат связанной с земдей( ортодромические или декартовые неважно )
измерить ориентацию осей платформы в этойже системе координат

вопрос вопрос - как из 1 и 2 сделать 3, ответ - НИКАК. почему - чтоб измерить относительную координату нада два раза проинтегрировать сигнал с акскелерометра, как уже сдесь разжУЖЁжовывано!!! в сигнале на входе интеграторов нада скомпенсировать составляющие mg... а чтоб их скомпенсировать нада снать ориентацию. фигня вопрос - у нас есть гироскопы - сбрасываем на мерной горизонтали инреграторы интегрируем один раз и получаем углы ориентации... используем их для расчета сигнала с акселерометров и.... хрена лысого, через минуту - несколько Ваша замечательная платформа скажет вам ЧТО ОНА ОКАЗЫВАЕТСЯ ДВИГАЕТСЯ В СТОРОНУ АЛЬДЕБАРАНА ПО КРАТЧАЙШЕМУ ПУТИ СКВОЗЬ ЗЕМЛЮ!! причина? в сигналах датчиков имеется ОШИБКА ИЗМЕРЕНИЯ, в итоге эта ошибка интегрируется АЖ 3 раза один раз на гироскопах + 2 на акселерометрах. Че делать? вешатся!

почему нельзя?) допустим, в начале движения(полета) мы выставляем наш аппарат так, чтобы его оси(ну и оси связанной с ним ИНС) были направленны так, как нам надо(допустим на север). вычисляем матрицу косинусов либо кватернион этого положения. по ходу движения обновляем эту матрицу(кватернион), вычисляем свое текущее положение относительно геоцентрической(либо локальной, уому как удобнее) СК. ну и в этой СК осуществляем метод счисления пути!:) нет так разве?) (ну это если абстрагироваться от шумов и прочих ошибок, что в реале делать не стоит )

[Guest_@Ark_*]

Совет простой: разберитеcь для начала с физикой явления. Освежите в памяти понятия об инерциальных СК и переходах из одной СК в другую. СК, связанная с Землей (как локальная, так и геоцентрическая), в данном случае уже не может приниматься инерциальной с требуемой степенью точности. Необходимо, как минимум, учитывать ее вращение со скоростью вращения Земли. Т.е. примерно 0,25 градусов в минуту...
Не учитывать это в таких задачах уже нельзя. Иначе Ваша система действительно может показать, что Вы движитесь "внутрь Земли в сторону Альдебарана", и при этом будет абсолютно права...

[do_it_self]

да я вроде разбирался!..и про переходы из разных СК в другие освежал буквально перед написанием первого сообщения!))
снова соглашусь - скорость вращения матушки Земли никто не отменял, только вот дешевые МЕМСы (примерно до 2к$) её не фиксируют - уровень собственных шумов большой! а все эти переходы между системами нужны, чтобы считать все в одной СК и учитывать влияние этого, так горячо обсуждаемого в этом топике, g! и конечно же будут погрешности решения уравнений Пуассона, что в свою очередь скажется в погрешности ориентации после перехода из одной СК в другую...
в общем, со своей стороны, продолжу углубление в понимание физики вопроса и тд и тп, но буду очень рад и признателен, если опытные люди поделятся опытом!(вопросы, озвученные мною выше, остаются для меня открытыми!)
Спасибо!:)))

Сообщение отредактировал do_it_self - Apr 7 2011, 17:47

[Guest_@Ark_*]

снова соглашусь - скорость вращения матушки Земли никто не отменял, только вот дешевые МЕМСы (примерно до 2к$) её не фиксируют - уровень собственных шумов большой!

В том-то и дело. Тем не менее за час "набежит" 15 градусов!
Это нужно ввести в модель априори, иначе "улетите к Альдебарану" и без помощи ошибок интегрирования...

[do_it_self]

время автономной работ в нашей задаче не часы, а десятки секунд, но, тем не менее, замечание учтем! посмотрим, как это скажется на результатах моделирования...Спасибо!:)

[НЕХ]

Земля всё-таки вертится http://www.pabr.org/copernitron/copernitron.en.html
MEMS, оказалось ,чувствительны к магнитному полю Земли и его пришлось отключить

[do_it_self]

да)это уже выяснили и в модель внесли!)