가속도계 및 자이로 스코프를 사용하여 정밀하게 얻을 수있는 방법

공간에서 물체 위치를 추적하는 작은 프로젝트를 만들고 싶습니다. 이를 위해 가속도계와 자이로 스코프를 사용하려고합니다.

문제는이 추적이 매우 정확하기를 원하며 실제로 (정액의 돈을 위해) 얼마나 정확하게 얻을 수 있는지 알 수 없었습니다. 우리는 1 센티미터, 또는 센티미터 / 1000 이야기하고 있습니까?

내가 사고 싶은 특정 조합은 SparkFun : IMU Fusion Board-ADXL345 & IMU3000입니다. 그러나 다른 조합과 함께 할 수 있기 때문에 일반적인 대답에 더 관심이 있습니다. 사양에서 결정하는 방법에 대한 일반적인 지침 일 수 있습니다.

Rocketmagnet이 언급했듯이 시간이 지남에 따라 오류가 커질 것입니다. 관성 탐색에 일반적으로 사용되는 오류 모델은 지수 증가입니다.

이를 최소화하려면 외부 업데이트를 제공해야합니다. 일반적으로 사용되는 메커니즘은 칼만 필터입니다. 관성 센서는 매우 우수한 고속 업데이트를 제공합니다. 외부 소스는보다 낮은 속도 (일반적으로 GPS와 같은)로 덜 정확하지만 장기적으로 안정적인 업데이트를 제공합니다. 이 두 가지가 결합되어 훌륭한 결합 솔루션을 제공합니다. 모든 시스템이 GPS를 업데이트 소스로 사용하는 것은 아닙니다. 예를 들어 Nintendo Wii 리모컨 앞면의 IR 이미 저는 이러한 업데이트의 소스를 제공합니다.

비용의 요소가 아닌 요소의 예를 보여 드리겠습니다. 저는 100,000 유로 이상의 비용이 드는 관성 시스템을 사용하는 항공 측량 시스템을 구축합니다. 이러한 시스템과 고급 측지 GPS 수신기를 사용하면 GPS 적용 범위가 좋을 때 하루 종일 IMU의 위치를 ​​2 "볼륨으로 정확히 지정할 수 있습니다. 60 초의 오차 한계는 약 10cm입니다.이 수준의 성능을 갖춘 시스템은 일반적으로 무기 등급 장치이므로 ITAR 제어 제품입니다.

저품질 MEMS 관성 시스템은 미터 서브 미터 수준의 위치와 태도를 산출하는 덜 까다로운 응용 분야에서 하루 종일 사용됩니다. 이러한 저품질 시스템은 여전히 ​​동일한 칼만 필터링 메커니즘을 사용합니다. 이 저렴한 유닛의 실제 단점은 드리프트 오류가 훨씬 빠른 속도로 증가한다는 것입니다.

편집하다:

IMU에서 찾아야 할 중요한 사항에 대한 귀하의 질문에 답변합니다. 보고 싶은 것이 몇 가지 있습니다. 첫 번째는 온도 안정성입니다. 일부 MEMS 센서는 온도 범위에서 최대 10 %까지 다양한 출력을 갖습니다. 작동하는 동안 일정한 온도에있는 경우에는 문제가되지 않을 수 있습니다.

다음으로 고려해야 할 것은 자이로 노이즈 스펙트럼 밀도입니다. 분명히 노이즈가 적을수록 좋습니다. 다음 링크는 스펙트럼 노이즈 밀도에서 드리프트 (단위 시간당 도수)로 이동하는 방법에 대한 설명서를 제공합니다. http://www.xbow.com/pdf/AngleRandomWalkAppNote.pdf

가속의 경우 노이즈 외에 감도와 바이어스를 확인하려고합니다. 소음 수준은 오류를 얼마나 빨리 통합 할 것인지에 대한 아이디어를 제공합니다.

당신이 얻는 정밀도는 시간에 달려 있습니다. 더 오래 사용할수록 오류가 커집니다. 짧은 시간 (2 초) 동안 정밀도는 1mm 미만으로 매우 좋습니다. 그러나 IMU에는 고정 된 위치 참조가 없기 때문에 적분 오류가 발생하고 결국 파섹이 발생하여 빛의 속도로 이동합니다.

회전 정확도를 높이려면 3 축 나침반을 추가하면됩니다. 좋은 위치 정확도를 얻으려면 일종의 위치 참조가 필요합니다. 정확히 이것이 무엇을 원하는지는 장치가 얼마나 멀리 이동하길 원하는지에 달려 있습니다.

만 미터 정도 여행 싶어, 나는 IMU 잊고 등 자기 trcker 사용하는 것이 좋습니다 miniBIRD을 .

더 먼 거리에서는 GPS를 사용할 수 있습니다.