Измерение расстояния, пути с MEMs акселерометр + гироскоп Опции

[Aner]

Кто делал реализацию просьба поделитесь достигнутыми результатами, идеями, алгоритмами, ссылками, прогами. Задача в измерении пути в 2D, 3D используя MEMs акселерометр, гироскоп например такие ADXL345; L3G4200 или аналогичные. Допустимая точность, разбросы параметров. Скорость в пределах от 0 до 50км/час. 1 - предполагается прямолинейное равномерное движение в плоскости по прямой точка точка. 2 - предполагается криво-линейное не равномерное движение в плоскости по прямой точка точка. 3 - в 3D криво, неравномерно.

[Aner]

Дус может и лучше но из-за цены, доступности не рассмтривается. Не для леталки нужно. Предел расстояния для измерения от 2 до 500 метров, с точностью 1...5% допускаются. Для первого варианта Z вертикаль можно не использовать - предполагается прямолинейное равномерное движение в плоскости по прямой точка точка. Да могут быть шаги, бег, можно использовать эту идею. Но также может быть и колёсное движение или перемещение по плоскости.

[amaora]

Дус может и лучше но из-за цены, доступности не рассмтривается.

The L3G4200 is a low-power, three-axis angular rate sensor ...

Ничего не понял про цену и доступность. Аngular rate sensor это и есть Датчик Угловой Скорости (ДУС).

Предел расстояния для измерения от 2 до 500 метров, с точностью 1...5% допускаются.

Исходите из времени работы БИНС, а не расстояния. Ну или можно приблизительно пересчитать, пешеходная скорость 5км/час дает 6 минут. Для начала самым наивным образом можете дважды проинтегрировать измерение неподвижного акселерометра и посмотреть, что будет через 6 минут. Чтобы получить не более 25м ошибки за 6 минут, ошибка нуля акселерометра должна быть ниже 4e-4 м/c^2. У ADXL345 температурная зависимость 0.4 mg (~4e-3 м/c^2) на градус. То есть уже превышение в 10 раз, от одного градуса изменения температуры. И это лишь один из источников погрешности.

А от литературы отказываетесь зря, многие вопросы нашли бы там ответы. Мне вот нравится "Н.И. Амелькин Динамика твердого тела", кратко и понятно. Да оно не про БИНС, а про то на чем основаны любые ИНС.

[Aner]

... дважды проинтегрировать измерение неподвижного акселерометра и посмотреть, что будет через 6 минут. Чтобы получить не более 25м ошибки за 6 минут, ошибка нуля акселерометра должна быть ниже 4e-4 м/c^2.

У ADXL345 температурная зависимость 0.4 mg (~4e-3 м/c^2) на градус. То есть уже превышение в 10 раз, от одного градуса изменения температуры. И это лишь один из источников погрешности.

А от литературы отказываетесь зря, многие вопросы нашли бы там ответы. Мне вот нравится "Н.И. Амелькин Динамика твердого тела", кратко и понятно. Да оно не про БИНС, а про то на чем основаны любые ИНС.

Нет от литературы не отказываюсь, ... Температурная зависимость позже (предполагается, что температура не меняется), поскольку при измерении могу контролировать, следить за температурой.
Контролировать отклонения от нуля, после двойного интегрирования неподвижного акселерометра не проблема. Получается приемлемо. А вот в движении по прямой точка-точка, идет накопление ошибки от двух других дименсий, если делаем слежение в 3D.

[polyakovav]

Нет от литературы не отказываюсь, ... Температурная зависимость позже (предполагается, что температура не меняется), поскольку при измерении могу контролировать, следить за температурой.
Контролировать отклонения от нуля, после двойного интегрирования неподвижного акселерометра не проблема. Получается приемлемо. А вот в движении по прямой точка-точка, идет накопление ошибки от двух других дименсий, если делаем слежение в 3D.

Комплексная система навигации мобильного комплекса на GPS, акселерометрах и гироскопе в автономном режиме (потеря сигнала GPS) имеет уход около 5 градусов за первую минуту, потом дрейф ускоряется.
Для компенсации дрейфов нужно провести инициализацию (движение, сочетающее прямые участки 100 м с поворотами в разные стороны).
В общем, современные МЕМС не позволяют пока получить необходимую точность в автономе. Немного улучшает ситуацию магнитометр, но он чувствителен к влиянию всякого железа и токов - в помещениях сильно врет.
Очень неплохие результаты можно получить на встроенной навигации смартфонов, только нужно брать сырые данные с датчиков.