Eine IMU besteht ja immer aus Accelerometer und Gyroskop. Ich habe noch nicht ganz verstanden warum da ein Accelerometer nicht ausreicht. Wenn man das ganze mit den Gyroskop angefangen betrachtet ist es einleuchtend: nur Gyroskope reichen nicht da diese ein offset haben. dieser wird dann mit den accelerometer herausgefiltert. Wenn man aber mit den accelerometern anfängt, warum sollte man jetzt noch gyroskope verwenden? accelerometer alleine reichen doch aus um die winkel zu bestimmen. habe mal etwas gehört, das accelerometer nicht reichen weil sie "quantification errors" haben oder so was ähnliches. was ist das?
Der Beschleunigungsmesser gibt dir bei Drehung Werte abhängig vom Abstand zur Drehachse, das Gyroskop gibt dir eine Winkelgeschwindigkeit unabhängig von der Drehachse
d.h je nach abstand von der drehachse wirkt bei einer bewegung eine andere beschleunigung auf den accelerometer. soweit habe ich das verstanden. das bedingt aber dann ja dasdiebeschleunigung nur kurze zeit auftreten darf (Accelerometer wert tiefpass gefilteert) sonst bringt einem das ganze nichts..?
Nein, ein Satz Acellerometer kann Beschleunigung, integriert Geschwindigkeit, und nochmals integriert Stecke detektieren. aber keine Drehungen. Ein Satz Gyros kann Winkelbeschleunigung, integriert Winkelgeschwindigkeit, und nochmals integriert Winkel detektieren. Aber keine der anderen Groessen.
Ben wrote: > Eine IMU besteht ja immer aus Accelerometer und Gyroskop. Ich habe noch > nicht ganz verstanden warum da ein Accelerometer nicht ausreicht. > > Wenn man das ganze mit den Gyroskop angefangen betrachtet ist es > einleuchtend: nur Gyroskope reichen nicht da diese ein offset haben. > dieser wird dann mit den accelerometer herausgefiltert. > > Wenn man aber mit den accelerometern anfängt, warum sollte man jetzt > noch gyroskope verwenden? accelerometer alleine reichen doch aus um die > winkel zu bestimmen. habe mal etwas gehört, das accelerometer nicht > reichen weil sie "quantification errors" haben oder so was ähnliches. > was ist das? Worum geht es denn? Für eine einfache Kipp-Detektion reichen natürlich Accelerometers. Siehe Nintendo Wii. Aber wenn alle 6 Freiheitsgrade erfasst werden sollen, reicht es eben nicht mehr. Vermutlich meinst du, dass man einfach die Erdbeschleunigung misst und dann über Trigonometrie den Kippwinkel errechnet, aber das funktioniert nur bei sich nicht bewegenden Teilen. Siehe Pendel.
und eben warum funktioniert das nur bei sich nich bewegenden teilen?
Weil eben die Beschleunigung in andere Richtungen (als die, die nach unten wirkt) auch Nebeneffekte auf das (virtuelle) Pendel in deinem Accelerometer haben. Wenn du dir im Auto einen Pendel an den Innenspiegel hängst um zu gucken, wie das Auto momentan steht, dann wird das Pendel keinen gültigen "Messwert" geben, wenn du gerade beschleunigst oder abbremst. PS: Hoffentlich stimmt alles so, wie ichs geschrieben hab. So hab ichs jedenfalls verstanden ;)
Beim nächsten Urlaub achte mal darauf was passiert wenn das Flugzeug eine Kurve fliegt und schau dir dabei ein Wasserglass an. Der Kurvenflug erzeugt Fliehkräfte, Beschleunigungen, die dann nicht mehr lotrecht zur Erdbeschleunigung sind. Du kannst dann mit einem Accelerometer nicht mehr zwischen diesen Fliehkräften und der Erdbeschleunigung unterscheiden. Das ginge nur wenn das Flugzeug relativ zur Erde sich nicht vorwärts bewegen würde. Oder baue den Sensor an eine Schnur die du im Kreis schleuderst. Der Sensor würde durch die Fliehkraft und deren Richtung den Erdmittelpunkt erkennen, wo er aber eben nicht ist. Wenn du nun einen Becher mit Wasser, im Boden ein Loch, genauso an einem Seil schleuderst so würde der Wasserstrahl nicht in Richtung Erde senkrecht fallen. Nur in Ruhelade des Bechers fällt das Wasser auch in Richtung Erde. In Rotation wirkt also die Fliehkraft und die Erdanziehung auf den Wasserstrahl was dann auch der Grund ist warum dieser Wasserstrahl gekrümmt zur Erde fließt. Der Sensor kann aber nur eine Beschleunigung messen und in diesem Moment misst er aber zwei Beschleunigungen die er nicht unterscheiden kann, also die Summe beider Beschleunigungen. Gruß Hagen
ok gut verstanden! aber die beiden signale (Accelerometer und Gyroskop) muss man ja dann zusammenfügen. Die Acc_Werte sollen ja die offsets der Gyros eliminieren. dazu verwendet man häufig ganz einfach einen komplementärfilter, d.h Acc_Werte werden Tiefpass gefiltert und Gyro-werte hochpass. wenn man nur kurze beschleunigungen hat geht das ja gut, aber was ist wenn ich jetzt einige minuten oder so beschleunige, so verfälscht das ja dann auch die Acc-Werte weil die langen beschleunigungen durch den tiefpass hindurchkommen? hoffe ihr wisst was ich meine. oder wie fügt man dann die acc-werte und gyro-werte zusammen?
Das Accelerometer ist kein Messgerät zum Erfassen der Gravitation. Es ist ein Beschleunigungsmesser. Der Gravitationseinfluss ist dabei nur eine Störgröße die man aber bewusst nutzt. Wenn man die Lage im Raum messen will kommt primär das Gyroskop zum Einsatz. Da der aufsummierte Messwert des Gyroskops aber wegdriftet, wird als Kalibrator das Accelerometer genutzt. In Zeitscheiben wird der Gyroskopwert immer ein kleines Bisschen durch den Accelerometerwert korrigiert. Nicht zu viel, denn der Accelerometerwert ist in Beschleunigungsphasen falsch, aber auch nicht zu wenig. Kalmanfilter!
Ben wrote: > oder wie fügt man dann die acc-werte und gyro-werte zusammen? So wie ich das verstanden habe (habe mich mal im Zuge eines Quadrokopters damit auseinander gesetzt) liegt genau hier der Knackpunkt beim Design eines solchen Inertial Mesaurement Konstruktes. Der Teil ist der komplizierteste in dem ganzen Gebilde und besteht aus mehrere Einzelkomponenten, genauer kann ich dir aber auch nicht weiterhelfen. Eventuell hilft dir der Quelltext des Mikrokopters: http://www.mikrokopter.com/ucwiki/
@ Maria: wo gibts denn Infos zu Kalman Filter. am besten gleich mit einem einfachen beispiel. >Wenn man die Lage im Raum messen will kommt primär das Gyroskop zum Einsatz. >Da der aufsummierte Messwert des Gyroskops aber wegdriftet, >wird als Kalibrator das Accelerometer genutzt. In Zeitscheiben wird der >Gyroskopwert immer ein kleines Bisschen durch den Accelerometerwert >korrigiert. Nicht zu viel, denn der Accelerometerwert ist in >Beschleunigungsphasen falsch, aber auch nicht zu wenig. d.h wenn man jetzt zum beispiel eine ganz lange zeit beschleunigt, dann geht alles nicht mehr??? weil ja die gyrowerte dann mit den verfälschten acc-werten abgeglichen werden?
Ja so ist es. Deshalb passt die Kombination aus Accel und Gyro auch nur zu ganz bestimmten Anwendungsfällen. Man kann aber auch vieles rausrechnen. Bei einer Rakete z.B. ist die Bescheunigungsrichtung bekannt.
Hallo!!! Gib es vl. irgendwo eine Kalman Filter rutine als fertigen Codeschnipsel??? Oder kann mir den jemand ein wenig einfacher erklähren??? Weil bei der erklährung auf Wikipedia blicke ich nicht ganz durch!! MFG
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