Hat jemand eigene Erfahrung mit Bewegungssensoren (3-Achsen Gyro + 3-Achsen-Beschleunigung) zur Messung absoluter Bewegungen? Wir haben eine Maschine, die 2 bis 3 Mal pro Stunde in etwa 5s um etwa 1m verschoben wird. Ich möchte diese Bewegung autark mit etwa 1cm Auflösung messen (in einer BlackBox im Inneren der Maschine, also ohne Reedstab, Wegsensor, GPS, Triangulation, ...). - Chip oder kleines Modul (SPI, I2C, egal) - bis etwa 20€/Stück - Vibrationen bis 3g (wegen Messbereich) - Bewegungsrichtung relativ zur Black-Box nicht fix. Die Box kann +-45° zur Bewegungsrichtung geneigt sein und während der Bewegung nochmal +-10° geneigt werden, darum mit Gyros. - etwa 1m in 5s, bei Beschleunigung / Verzögerung im Bereich von 0,2s und << 1g - Die Wiederholgenauigkeit (2 Messungen nacheinander) sollte < 1cm liegen, über Temperatur (0..40°) << 10cm. - (Die absolute Genauigkeit erstmal egal) Rein Überschlägig komme ich bei 4096 Digits/g auf 3cm Abweichung, wenn ich quasi beim 0-Wert um 1 LSB abweiche. Mit Kompensation der Drehung und Angesichts der Vibration sehe ich schwarz. Gibt es bezahlbare Sensoren mit deutlich höherer Auflösung/Reproduzierbarkeit oder noch besser: Chips, die das intern verwursten? Also wo ich sage: "Du stehst jetzt, fange an zu integrieren²", und nach 5s: "Wo bin ich jetzt relativ zu grade?".
Meiner Meinung nach sehe ich darin keine geeignete Lösung für dein Problem. Wir haben uns auch mal an Trägheitsnavigation versucht. Gerät sollte seinen zurückgelegten Weg über einen 9-Achs Sensor erkennen. Das Ergebnis war ehr Mäh. Früher oder später werden die Abweichungen immer größer. Wenn du die Möglichkeit hast einen Referenzpunkt anzugeben mag das ganze besser funktionieren. Ich sehe aber Probleme mit den Vibrationen deiner Maschiene auf den Beschleunigungssensor, elektrischen Feldern auf den Mangetsensor, sowie der Drift des Drehratensensors. Wenn du es dennoch versuchen willst. Ordentlichen Kalman Filter implementieren und dann einen Sensor von Analog oder ST nehmen.
Chris K. schrieb: > Ich sehe aber Probleme mit den > Vibrationen deiner Maschiene auf den Beschleunigungssensor, elektrischen > Feldern auf den Mangetsensor, sowie der Drift des Drehratensensors. Ich hatte gehofft, dass es von Vorteil sei, dass die Bewegungen nur jeweils ~5s dauern. Danach und davor sind (abgesehen von Vibration) Bewegung und Drehung = 0. Also z.B. den Mittelwert von 5s vorher als 0-Wert (g und gyro), dann ~5s alle Änderungen Integrieren (v) und nochmal integrieren (s) und danach ist v und Drehung wieder 0 (definitiv) und es wirkt nur g. In den 90ern hieß es, dass Jumbos mit IMU von Frankfurt nach NY fliegen auf ein paar m genau. Hatte gehofft, dass 5s und 1 Promille dann heute in einem SMD-Chip kein Problem mehr sind ...
Hat noch jemand Erfahrung mit Kurz-Navigation (~5s)?
Hier gibt es ein interessantes Paper dazu: http://cache.freescale.com/files/sensors/doc/app_note/AN3397.pdf?fsrch=1&sr=2
A. S. schrieb: > Wir haben eine Maschine, die 2 bis 3 Mal pro Stunde in etwa 5s um etwa > 1m verschoben wird. Ich möchte diese Bewegung autark mit etwa 1cm > Auflösung messen (in einer BlackBox im Inneren der Maschine, also ohne > Reedstab, Wegsensor, GPS, Triangulation, ...). Ich glaube nicht dass das funktioniert. Da könnte man vielleicht eine Kamera (RaspBerryPi 3b+ mit 8Mpixel Kameramodul) an der Decke befestigen und das per Bilderkennung machen. A. S. schrieb: > Gibt es bezahlbare Sensoren mit deutlich höherer > Auflösung/Reproduzierbarkeit oder noch besser: Chips, die das intern > verwursten? Also wo ich sage: "Du stehst jetzt, fange an zu > integrieren²", und nach 5s: "Wo bin ich jetzt relativ zu grade?". Mit fällt da nur der BNO080 oder der BNO085 ein. https://shop.top-electronics.eu/absolute-orientation-system-sensor-p-18017.html Preis: 10,85€ Man kann da aus den quaternion-Daten zum Beispiel Euler-Winkel berechnen, das sind dann aber Absolutwerte. Was du brauchst um den Winkel zu messen, das ist dann wohl so etwas wie der "Rotation Vector". Den Weg aus der linearen Beschleunigung aller drei Richtungen auszurechnen, das muss man aber selbst machen, meines Wissens gibt es da nichts fertiges. Ich kenne jemanden der zum Test mal eine lineare Bewegung wiederkehrend recht genau messen wollte, aber die Sensoren haben alle einen gewissen Drift und ein Rauschen welches nun mal Fehler erzeugt. In deinem Fall weiß man aber dass es nach der Bewegung erst mal für eine Weile keine Bewegung mehr gibt und schon gar keine ganz leichten Bewegungen, so dass man da einige Fehler mit logischem Denken weg-kompensieren könnte. Den Sensor könnte man in einem vibrationsgeschütztem Gehäuse unterbringen, so dass er diese Vibrationen nicht so stark abbekommt. Man könnte ihn wortwörtlich in Watte packen oder ihn irgend wie aufhängen.
A. S. schrieb: > In den 90ern hieß es, dass Jumbos mit IMU von Frankfurt nach NY fliegen > auf ein paar m genau. Sagen wir lieber eine Meile ;-) Das reicht um den Flugplatz zu finden. https://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gheitsnavigationssystem Allerdings gab es auch im Vor-GPS-Zeitalter Funknavigationssysteme wie Decca, Omega, und vor allem Loran, die deutlich bessere Genauigkeiten erreichten. Du könntest eine optische Computermaus benutzen um die Verschiebungen der Maschine zu protokollieren.
nachtmix schrieb: > Allerdings gab es auch im Vor-GPS-Zeitalter Funknavigationssysteme wie > Decca, Omega, und vor allem Loran, die deutlich bessere Genauigkeiten > erreichten. Das "deutlich" würde ich mal nicht zu groß herausstellen - die waren keine Größenordnung
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