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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Trägheitsnavigation mit Beschleunigungssensoren


Autor: mr.chip (Gast)
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Hallo

Wenn man von 3 Punkten eines festen Körpers Position und Geschwindigkeit 
kennt, so hat mang eigentlich alle nötigen Informationen, um die 
Bewegung des Körpers zu beschreiben. Im Prinzip bräuchte man also 3 
XYZ-Beschleunigungssensoren, müsste die an jedem Sensor gemessenen 
Beschleunigungen integrieren, mit den anderen beiden Sensoren in Bezug 
setzen und schon hat man ein Trägheitsnavigationssystem. Genau das habe 
ich eigentlich vor.

Aaaber: Die Sensoren sind ja nicht perfekt. Wenn man nur eine Achse 
messen will, so ist der Fehler nicht so schlimm, die Geschwindigkeit ist 
dann linear verfälscht, die Wegstrecke halt (durch die zweimalige 
Integration) schon quadratisch. Viel schlimmer hingegen ist, dass selbst 
bei kleinen Fehlern die Relativgeschwindigkeit der Sensoren verfälscht 
wird, und somit die Drehung des Körpers falsch berechnet wird. Das 
wiederum hat dann ganz massive Auswirkungen auf die weitere 
Bewegungserfassung: 10 Grad Drehungsfehler sind auf ein paar Meter 
Bewegung ja schon einiges an falscher Positionierung, bei 45 Grad sind 
die Resultate dann völlig unbrauchbar.

Was mich interessiert: Wie genau sind die Sensoren? Die Datenblätter 
halten sich da eher etwas bedeckt. Sind die Sensoren so genau, wie ihre 
Auflösung es ermöglicht? Wie wirken sich Vibrationen aus?

Gruss

Michael

Autor: nop(); (Gast)
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Die Datenblaetter halten sich nicht bedeckt. Es gibt einen Offset, der 
temperaturabhaengig ist, sowie Rauschen.

Autor: Tom (Gast)
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Oft sieht man, dass Trägheitsnavigationssysteme mit anderen 
Navigationsmethoden (GPS, Funk, optisch,...) crossgecheckt werden. Und 
sei es auch nur sporadisch, dann kann man nicht nur die Positionen 
wieder geradebiegen, sondern auch noch den Offset berechnen und für die 
Zukunft besser rausrechnen.

Autor: Ralph (Gast)
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Die Gierrate (Winkeländerung) pro Achse kannst du mit 
Beschleunigungssensoren nicht erfassen.
Dazu brauchst du für jede Achse zusätzlich einen Gierratensensor.


Die Beschleunigungssensoren musst du so einbauen das ihre Achsen stabil 
im Raum stehen, also den Drehungen des Körpers nicht folgen. Also zb 
Dreiachsen Kreiselstabilisiert.

Willst du die Drehrate aus den Beschleunigungssignalen rausrechenen, 
wird es SEHR ungenau.

Vibrationen und Rauschen bekommst du raus , indem du die Signale sehr 
oft abtastest und dann filterst.


Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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mr.chip wrote:
> Wenn man von 3 Punkten eines festen Körpers Position und Geschwindigkeit
> kennt, so hat mang eigentlich alle nötigen Informationen, um die
> Bewegung des Körpers zu beschreiben. Im Prinzip bräuchte man also 3
> XYZ-Beschleunigungssensoren, müsste die an jedem Sensor gemessenen
> Beschleunigungen integrieren, mit den anderen beiden Sensoren in Bezug
> setzen und schon hat man ein Trägheitsnavigationssystem. Genau das habe
> ich eigentlich vor.

Mit Beschleunigungssensoren alleine kannst du noch keine Navigation 
machen, du brauchst Gyroskope um Drehraten zu erfassen.

> Was mich interessiert: Wie genau sind die Sensoren? Die Datenblätter
> halten sich da eher etwas bedeckt. Sind die Sensoren so genau, wie ihre
> Auflösung es ermöglicht? Wie wirken sich Vibrationen aus?

Anders gefragt: was genau hast du vor? Wenn du länger als ein paar 
Sekunden ohne Stützmessungen von GPS/Kompass/etc. navigieren möchtest 
wird's mit billigen Sensoren sehr schwierig.

Autor: Ulrich (Gast)
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Ich sehe dass Problem darin dass man die Erdbeschleunigung nicht korrekt 
rausrechnen kann????

Autor: Ulrich (Gast)
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In der Theorie würde es aber gehen, da stimmen doch wenigstens alle zu?

Autor: mr.chip (Gast)
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> Mit Beschleunigungssensoren alleine kannst du noch keine Navigation
> machen, du brauchst Gyroskope um Drehraten zu erfassen.

Zumindest theoretisch sollte es gehen, wenn man 3 Dreiachs-Sensoren an 
einem festen Körper hat. Meine Frage zielt nun genau darauf ab, ob es 
auch praktisch (wegen Messfehler) möglich ist oder eben nicht.

Um von Zeit zu Zeit wieder eine Referenz auf eine feste Position zu 
haben, könnte man die Erdbeschleunigung sowie einen Kompass verwenden.

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Wenn sich der Körper nicht drehen kann, dann reichen 
Beschleunigungssensoren. Theoretisch. In der Praxis kommen haufenweise 
Probleme dazu: die Sensoren sind nicht perfekt rechtwinklig 
ausgerichtet, die kleinste Verkippung führt dazu dass du die 
Erdbeschleunigung mitmisst, was sofort zu einem Geschwindigkeitsoffset 
führt den du nicht wieder rausbekommst, usw. Man kann da schon was 
machen, Kompass ist auf jeden Fall eine Hilfe. Aber das ist nicht 
unbedingt ein Wochenendprojekt, in dem Bereich wird noch richtig 
geforscht.

Nochmal die wichtigste Frage, um welche Anwendung geht es?

Autor: mr.chip (Gast)
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> Nochmal die wichtigste Frage, um welche Anwendung geht es?

Um noch gar keine - einfach mal ausprobieren, ob sowas eben geht.

> Wenn sich der Körper nicht drehen kann, dann reichen
> Beschleunigungssensoren.

Doch, wenn man 3 Sensoren auf dem (starren!) Körper hat, dann geht das. 
An jedem Sensor kennt man ja dann zu jedem Zeitpunkt die 
Geschwindigkeit, insbesondere auch die relative Geschwindigkeit zwischen 
den Sensoren woraus man dann die Drehung berechnen kann.

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Geschwindigkeiten kennt man überhaupt nicht, nur Beschleunigungen. Und 
jeder Sensor kennt nur die Beschleunigung in eine Richtung. Wenn sich 
die Sensoren exakt am selben Ort befinden, dann misst man bei einer 
Drehung um diesen Punkt überhaupt nichts. Wenn sie sich nicht am selben 
Ort befinden, dann misst man zwar etwas, aber man kann nicht 
unterscheiden ob es sich um eine Drehung oder eine "normale" 
Beschleunigung handelt.

Autor: mr.chip (Gast)
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> Und jeder Sensor kennt nur die Beschleunigung in eine Richtung.

Es sind 3-Achs-Sensoren, die ich verwenden möchte. Dann kenne ich ja in 
jedem Punkt die Beschleunigung. Durch die relativen Beschleunigungen 
kann ich die Drehung herausbekommen.

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Ach so, wenn du 3 3-Achs-Beschleunigungssensoren verwendest geht das 
natürlich (wie einfach es geht ist wieder ne andere Frage).

Autor: mr.chip (Gast)
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> Ach so, wenn du 3 3-Achs-Beschleunigungssensoren verwendest geht das
> natürlich (wie einfach es geht ist wieder ne andere Frage).

Mathematisch ist es keine grosse Sache, aber ob die Genauigkeit reich, 
ist eine andere Frage... Ich denke mal, man hat hier viele Möglichkeiten 
für Korrekturalgorithmen, beispielsweise da man ja eine halbwegs 
konstante, bekannte Referenz hat wo oben und unten ist 
(Erdbeschleunigung) sowie mittels Kompass auch noch eine absolute 
Referenz in einer Richtung hat.

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

@mr.chip: Wenn du dessen so sicher bist, würde mich mal dein 
mathematesches Modell für die Berechnumgen interessieren.

MfG Spess

Autor: mr.chip (Gast)
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> @mr.chip: Wenn du dessen so sicher bist, würde mich mal dein
> mathematesches Modell für die Berechnumgen interessieren.

Ich versuch's mal im zweidimensionalen Fall:

Man braucht nun 2 Sensoren, die jeweils horizontal und vertikal messen: 
X1, Y1 und X2, Y2.

Einer dieser Sensoren wird nun für die Bestimmung des Ortes verwendet: 
Wenn wir zu jeder Zeit Beschleunigung und Drehwinkel des Sensors kennen, 
so können wir daraus den Weg integrieren.

Nun geht es also noch darum, den Drehwinkel zu erhalten. Man bildet die 
relative Beschleunigung zwischen Sensor 1 und Sensor 2. Diese wird in 
einen radialen (entlang der Verbindungslinie der beiden Sensoren) und 
einen tangentialen (senkrecht darauf) Anteil aufgeteilt. Da die Sensoren 
einen konstanten Abstand haben (Starrkörper) kann die radiale 
Relativbeschleunigung nur durch eine Zentrifugalkraft hervorgerufen 
werden - somit haben wir die Drehwinkelgeschwindigkeit. Der tangentiale 
Anteil kann nur durch einen beschleunigten Drehwinkel hervorgerufen 
werden, wir haben also auch die Drehwinkelbeschleunigung und damit 
eigentlich schon eine gewisse Redundanz was den Winkel angeht. Nun 
müssen wir noch über die Zeit integrieren und schon kennen wir in jedem 
Zeitpunkt den Drehwinkel.

Autor: Spess53 (Gast)
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Hi

Und was machst du bei einer Drehung in der Achse eines Sensors????

MfG Spess

Autor: mr.chip (Gast)
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> Und was machst du bei einer Drehung in der Achse eines Sensors????

Na eben, dann tritt genau obiges Szenario auf. Ich frage mich derzeit 
aber eher, was denn genau passiert, wenn die Achse eben nicht in einem 
Sensor liegt. Ich weiss, dass es funktioniert, muss aber nochmals 
darüber nachdenken.

Autor: nop(); (Gast)
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Na, eine Drehung parallel zu einer Achse, macht auch eine Drehung plus 
eine radialbeschleunigung.

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Das müsste im Prinzip schon funktionieren; allerdings frage ich mich 
warum du nicht gleich einen Gyro verwendest, oder einen kombinierten 
Gyro/Beschleunigungsmesser? Das sollte sehr viel genauer sein als aus 
den Beschleunigungssensoren die Drehung zu berechnen.

Autor: Ulrich (Gast)
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Sicher dass da die Zentrifugalkraft auch wirkt?(ich dachte eher nein) 
das würde die Sache nicht leichter machen!

Autor: Klaus (Gast)
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...ich kann dazu sagen, dass es nicht einfach möglich ist.

TomTom hat es versucht und dann klammheimlich wieder aus dem Programm 
genommen. Sony (Navi) hat eine derartige Funktion, die aber bereits nach 
3km sehr ungenau wird.

Ich wollte es für ähnliche Applikationenn nutzen, habe mich mit dem 
Hersteller besprochen udn es als nicht realisierbar abgelegt. Die 
Auflösung der (kommerziellen) Sensoren ist hoch, aber ihr Fehler auch.

Ich denke daher, dass es allenfalls als "Experiment" realisierbar ist, 
aber nicht für den "robusten Einsatz".

Klaus.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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In der M&T lese ich gerade, dass Analog Devices einen neuen kombinierten 
Beschleunigungs- und Drehratensensor für je drei Achsen baut:
http://www.analog.com/en/prod/0%2C2877%2CADIS16355%2C00.html
für 359 Dollar in einem 23mm-Würfel, dazu sind noch Temperatursensoren 
enthalten.

Autor: reflection (Gast)
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Schau Dir mal den Beschleunigungssensor VTI SCA3000 an, als Gyro habe 
ich den ADIS16250. Sind bereits rel. teuer die Dinger...
Die Beschleunigungsmessung der drei Achsen funktioniert. Probiere seit 
Wochen das mspgcc zum MSP430 zum laufen zu bewegen, aber ich gebe glaube 
ich auf. Bei allen funktioniert die sch.... Umgebung, nur bei mir geht 
gar nichts und so lange ich das nicht habe, kann ich auch nicht 
weitermachen. Bin kurz vor dem Verzweifeln...

Greets

Autor: mr.chip (Gast)
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> Das müsste im Prinzip schon funktionieren; allerdings frage ich mich
> warum du nicht gleich einen Gyro verwendest, oder einen kombinierten
> Gyro/Beschleunigungsmesser? Das sollte sehr viel genauer sein als aus
> den Beschleunigungssensoren die Drehung zu berechnen.

Das monetäre Problem eben :-) 3 XYZ-Beschleunigungssensoren krieg ich 
für 50 EUR, bei Gyros muss ich beinahe noch ne null anhängen.

> Ich denke daher, dass es allenfalls als "Experiment" realisierbar ist,
> aber nicht für den "robusten Einsatz".

Das denke ich auch. Mein Vorhaben sieht ungefähr folgendermassen aus: 
Ausprobieren, was möglich ist. Als Endprodukt könnte ich mir ein 
Eingabegerät vorstellen, ähnlich dem Wiimote von Nintendo. Wenn's gut 
läuft, könnte es auch als Navigation für einen kleinen Roboter dienen, 
eigentliches Fernziel wäre ein Einsatz in einem Modellfluzeug - aber die 
Schwierigkeiten sind bekannt.


Worauf ich grosse Hoffnung setze ist die Korrektur durch diverses 
Zusatzwissen. Beispielsweise hat man bei allen bodengebundenen Dingen 
stets eine konstante Referenz wo unten ist. Wenn man noch einen Kompass 
einsetzt, so hat man auch eine Richtungsreferenz. Weiter weiss man auch, 
dass gewisse Manöver kaum möglich sind - ein Fahrrad beispielsweise 
sollte in aller Regel ja keine Drehungen um die Längsachse vollführen 
:-)

Autor: mr.chip (Gast)
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Da die einzigen Sensoren, die ich in vernünftigem Gehäuse bekommen kann, 
analog sind und mein Mikrocontroller lediglich 8 ADC-Inputs hat, brauche 
ich natürlich noch entweder einen Analog-Multiplexer oder einen externen 
ADC. Analog-Multiplexer sind günstiger (aber mit grossen 
Preisunterschieden!), ein externer ADC hingegen würde den Weg des 
Signals nicht unnötig verlängern. Wohin würdet ihr eher tendieren?

Autor: nop(); (Gast)
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Genuegen denn die 10bit, die ueblicherweise in den Prozessoren eingebaut 
sind ? Das kommt nun auf den dynamischen Bereich, sowie auf das Rauschen 
an. Richtig. man sollte Zusatzinformationen, die man hat in die Messung 
einfliessen lassen. Wie zuverlaessig die sind ist auch immer fraglich, 
dh sollte man ueberpruefen. Ein Kompass ist sowas, ein barometrischer 
Hoehenmesser auch, und das GPS. Wenn man die drei hat ist man schon 
einen Schritt weiter. Ohne laeuft die Position(resp Winkel) weg.

Autor: reflection (Gast)
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Wie würded ihr denn eine "elektronischen" Kompass realisieren? Gibt es 
da einen IC der das kann, oder muss man da über das Erdmagnetfeld gehen? 
Wie sieht es da in einem Fahrzeug aus, Stichwort: Faradayscher Käfig?

Greets

Autor: Patrick (Gast)
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>Wie würded ihr denn eine "elektronischen" Kompass realisieren? Gibt es
>da einen IC der das kann, oder muss man da über das Erdmagnetfeld gehen?
>Wie sieht es da in einem Fahrzeug aus, Stichwort: Faradayscher Käfig?

Ich weiss ja nicht, wie Ihr das seht, aber für einen Kompass braucht man 
immer das Erdmagnetfeld. Um das geht es ja. Mit einem Kompass willst Du 
ja die Richtung der magnetischen Feldlinien des Erdmagnetfeldes 
anzeigen.
Hast Du Dir schon mal genau nachgelesen, was ein Faradayscher Käfig 
macht? Der ist für elektrische Felder und elektromagnetische Wellen. 
Ausserdem sind bei einem Auto die Löcher (Fenster) im "Faradayschen 
Käfig" zu gross, um magnetische Felder auszulöschen.

Andere Frage: Was hat das mit dem eigentlichen Thema zu tun?

Autor: Hagen Re (hagen)
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>Ich weiss ja nicht, wie Ihr das seht, aber für einen Kompass braucht man
>immer das Erdmagnetfeld.

Nöö, ein Kompass zeigt die Himmelsrichtungen an, ist unstrittig. Das er 
dies mit Hilfe des Erdmagnetfeldes machen muß ist nicht gesagt. Per GPS 
kann man auch einen Kompass bauen, oder per Funktriangulierung bekannter 
Sendestationen.

Gruß Hagen

Autor: nop(); (Gast)
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@Patrick,
man benoetigt einen Kompass fuer die Richtung. Das aufintegrieren eines 
Drehbeschleunigungssensors genuegt nicht. Der laeuft zu schnell weg.

Autor: reflection (Gast)
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Gibt es da eine pfannenfertigen Baustein oder muss man das selber 
aufbauen?

Greets

Autor: nop(); (Gast)
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2 Hallsensoren plus Versterker...

Autor: mr.chip (Gast)
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> man benoetigt einen Kompass fuer die Richtung. Das aufintegrieren eines
> Drehbeschleunigungssensors genuegt nicht. Der laeuft zu schnell weg.

Wir reden hier immer vom Weglaufen - aber in welchen Grössenordnungen 
bewegt sich das ganze? Klar ist damit keine längerfristige Navigation 
möglich, aber wenn ich das Ding ins Auto packe und einige Minuten fahre 
- weiss ich dann noch ungefähr, wo ich bin? Oder wenn ich das Ding an 
ein Modellflugzeug ranbastle, finde ich nach zwei bis fünf Minuten Flug 
wieder zum Ausganspunkt zurück?

> Gibt es da eine pfannenfertigen Baustein oder muss man das selber
> aufbauen?

Früher hatte mal irgendwer son IC, aber jetzt hab ich keins mehr 
gefunden.

Autor: Hagen Re (hagen)
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>Wir reden hier immer vom Weglaufen - aber in welchen Grössenordnungen
>bewegt sich das ganze?

Was ich bei den UAV-Bastlern so gelesen habe ist das nach 1 bis maximal 
30 Sekunden die Positionsbestimmung im Raum per 
Gyro+Beschleunigungsensoren+Kallmanfilter unbrauchbare Ergebnisse 
liefern. Meistens wird per GPS dieser Fehler korregiert.

Gruß Hagen

Autor: Hagen Re (hagen)
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>möglich, aber wenn ich das Ding ins Auto packe und einige Minuten fahre
>- weiss ich dann noch ungefähr, wo ich bin? Oder wenn ich das Ding an
>ein Modellflugzeug ranbastle, finde ich nach zwei bis fünf Minuten Flug
>wieder zum Ausganspunkt zurück?

Man muß stark differenzieren. Es macht einen gewaltigen Unterschied aus 
ob eine Auto- oder Flugzeugnavigation gemeint ist. Bei Autos arbeitet 
man mit Gyro's um beim Ausfall des GPS weiter navigieren zu können. 
Dabei unterstützt aber der Gyro nur die anderen Sensoren wie Wegsensoren 
an den Rädern und Lenkung, die keine so massiven "Driftprobleme" haben.

Bischen komplizierter düften U-Boot oä. Navigationen sein, da hier die 
Längsachse des Bootes als quasi-stabiler Bezugspunkt herhalten kann. 
Desweiteren funktioneren Drucksensoren und Ultraschall sehr gut und 
genau im Wasser. Dafür kein GPS.

Am kompleziertesen sind Fahrzeuge die sich absolut relativ und frei im 
3D Raum bewegen. Hier hat man keine quasi-stabilen und absoluten 
Bezugspunkte mehr, ausser das GPS oder sonstige Triangulierungen. 
Dementsprechend höher sind die Drifts und die sich quadratisch 
integrierenden Fehler.

Das betrifft alles die Navigation. Bei vielen Steuerungsaufgaben möchte 
man aber keine echte Navigation, sondern zb. nur eine Stabilisierung der 
Lage des Fahrzeuges im Raum, zb. eben bei Hubschraubern die 
Stabilisierung der Gierachse. Ein absoluter Drift von 1-30 Sekunden 
stört hier weniger, auch wenn es wünschenswert wäre es besser zu können, 
da der Bediener eh permant ausgleicht. Bei UAVs gibts diesen Bedierner 
aber nicht und dann handelt es sich um echte Navigation.

Gruß Hagen

Autor: mr.chip (Gast)
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> Was ich bei den UAV-Bastlern so gelesen habe ist das nach 1 bis maximal
> 30 Sekunden die Positionsbestimmung im Raum per
> Gyro+Beschleunigungsensoren+Kallmanfilter unbrauchbare Ergebnisse
> liefern. Meistens wird per GPS dieser Fehler korregiert.

Hups...und wenn dann nicht mal Gyros zum Einsatz kommen, dann kann man 
es ja eigentlich sofort vergessen. Schade, aber das Projekt muss ich 
wohl begraben - Gyros sind mir zu teuer, wenn ich nicht mal weiss, was 
überhaupt daraus werden soll.

Autor: Hagen Re (hagen)
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und die Mathematik um aus den Sensordaten brauchbare Postionsdaten zu 
errechnen hat es auch in sich. Das war bei mir der Grund erstmal davon 
Abstand zu nehmen, nicht das ich schlecht wäre, aber das war mir zu 
zeitaufwendig.

Gruß Hagen

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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@Patrick

> Ich weiss ja nicht, wie Ihr das seht, aber für einen Kompass braucht
> man immer das Erdmagnetfeld.

Im Prinzip ja, aber es gibt auch Kreiselkompasse, die das nur beim Start 
mal brauchen und danach nicht mehr. Die sind in Flugzeugen nicht 
unüblich.

@Hagen Re:

> Per GPS kann man auch einen Kompass bauen, oder per Funktriangulierung
> bekannter Sendestationen.

Nein. Damit kann man nur die Position ermitteln. Wenn man sich bewegt, 
kann man natürlich aus mehreren aufeinanderfolgendne Positionen auch die 
bisherige Bewegungsrichtung ermitteln, aber das ist was anderes als ein 
Kompaß.

Autor: Hagen Re (hagen)
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Hm, man kann per GPS nicht die Himmelsrichtungen bestimmen ?
Dh. die GPS Empfänger die ich gesehen habe müssten dann neben GPS auch 
noch einen digitalen Kompaß enthalten.

Gruß Hagen

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Ein Kreiselkompass ist ein Gyro, damit schließt sich der Kreis wieder. 
So genaue Gyros wie sie in Flugzeugen eingesetzt werden sind für 
Hobbyprojekte nicht bezahlbar.

Mit GPS kann man nur die Bewegungsrichtung bestimmen, nicht die 
Ausrichtung des Empfängers.

Autor: mr.chip (Gast)
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> und die Mathematik um aus den Sensordaten brauchbare Postionsdaten zu
> errechnen hat es auch in sich. Das war bei mir der Grund erstmal davon
> Abstand zu nehmen, nicht das ich schlecht wäre, aber das war mir zu
> zeitaufwendig.

Schwierig? Nicht gerade trivial, aber durchaus hinzukriegen. Im Prinzip 
muss man nur die Position von jedem Sensor durch Integration unter 
Berücksichtigung seines Raumwinkels integrieren, aus den Positionen der 
Sensoren relativ zueinander erhält man dann wiederum den Winkel im Raum. 
Und wieder integrieren...

Numerisch zu integrieren, dürfte keine Sache sein - wenn man die Sache 
nicht selbst anpacken kann, so findet man immer noch genügend sehr gut 
beschriebene Verfahren, die man wirklich nur noch eintippen muss. Der 
Rest ist ein bisschen Mechanik und ein bisschen Vektorgeometrie, 
ungefähr Stoff der 10. oder 11. Klasse.

Oder hab ich da etwas übersehen? :-)

Autor: Hagen Re (hagen)
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Nein hast du nicht. Bis dahin ist es auch einfach, aber damit man auch 
wirklich einen Drift von bis zu 30 Sekunden hinbekommt benötigt man nach 
diesem ersten Schritt einen Kalmanfilter. Und der hat es mir angetan ;)

Das was du also beschreibst ist gerade mal das Minimum was man machen 
muß, normalerweise filtert man vorher die Daten noch. Nach diesen 
Schritten muß man die verschiedenen Sensordaten per Kalmanfilter 
aufbereiten. Zumindestens benutzen alle UAV Projekt, Heli-Projekt einen 
Kalmanfilter.

Nun hätte ich mir einen Source suchen können, was ich auch tat, und 
einfach abschreiben was da steht. Aber das will ich nicht, ich möchte es 
schon begriffen haben. Ergo, alles gesucht was mit Kalmanfilter zu tuen 
hat und überflogen. Fazit danach, ich brauch viel mehr Zeit als ich 
investieren wollte, ergo Projekt vertagt und Projekt No 2 weitergemacht.

Gruß Hagen

Autor: mr.chip (Gast)
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Okee. Darf ich dich fragen, was du genau vorgehabt hast? Und wie weit 
dein Projekt gekommen ist, bzw. auf welche Probleme du gestossen bist? 
Würde mich noch interessieren. Ich habe mich nämlich nun entschlossen, 
dass ich es einfach mal versuche. 3 Beschleunigungssensoren bestellt, 
die werden dann mal auf Herz und Nieren getestet, dann weiss ich, was 
ungefähr geht und wo ich eventuell noch zusätzliches Material brauche.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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mr.chip wrote:
> 3 Beschleunigungssensoren bestellt,
> die werden dann mal auf Herz und Nieren getestet, dann weiss ich, was
> ungefähr geht und wo ich eventuell noch zusätzliches Material brauche.

Wenn du nicht so viel ausgeben willst: Ich hab mir bei st semiconductors 
(www.st.com) Ein paar lineare Beschleunigungssensoren gesampled.

(LIS2L02AS4)

Das waren weit und breit die einzigen, die man sich als Sample 
zuschicken lassen konnte, und gleichzeitig ein humanes Gehäuse haben 
(BGA, BÄH so ein Dreck!)

Autor: Hagen Re (hagen)
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Ok, ich plane ein Projekt immer so das ich mehre Ausbaustufen habe.

vor einiger Zeit bekam ich einen dieser 
"Biligst-China-Helikopter-aus'm-Supermarkt" geschenkt. Die Dinger 
fliegen nicht, können sie garnicht und sind Betrug. Ich habe mal die 
Fernsteuerung aufgemacht und war erschrocken. So einen verrosteten Quarz 
habe ich mein Lebtag noch nicht gesehen. Solte mal ein Foto hier 
reinstellen ;)
Es reifte die Idee die Elektronik wegzuschmeißen und stufenweise das 
Ding selber ausbauen. Dabei könnten interessante Teilprojekte entstehen 
die mich schon immer interesierten:

1.) Brushless Motor Treiber
2.) Fernsteuerung, mir reicht 100m
3.) LiPo Lader
4.) Flugstabilisierung, bin ja blutiger Anfanger also muß Autopilot her 
;-)

Einige dieser Teilprojekte haben mich schon immer interessiert. Ich habe 
dann alles auf Realisierbarkeit abgeprüft. Geld ist weniger das Problem, 
eher Wissen, Können und Zeit.

Und bei Punkt 4. habe ich eben festgestellt das mich das Ding mehr Zeit 
und Geld kostet als einen fertigen Heli zu kaufen. Naja es ist auch so 
das ich zZ. einen großen Auftrag habe und der in der Endphase ist.

Ich gehe aber dann meistens so vor das ich erstmal alles Wissenswerte 
sammele. Dann, bei kompilizierteren Berechnungen, fange ich an am PC 
alles durchzurechnen und teilweise sogar kleine Simulationsprogramme zu 
coden um meine Algorithmen zu testen. Und beim Kalman hänge ich eben. 
Nach einer Woche Rumprobiererei hab ich mich dagegen entschieden. 
Normalerweise benötige ich keine Woche um, sagen wir mal komplexere 
Mathematik zu verstehen, besonders wenn ich noch Source als Referenz 
habe. Und der Kalmanfilter sieht so einfach aus ! Aber diesemal habe ich 
meinen Appetit gezügelt und bin jetzt im nachhinein auch satt ;) Es gibt 
soviele Sachen die man machen kann und manchesmal sollte man kürzer 
treten.

Gruß hagen




Autor: Seven-of-Nine (Gast)
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Ja ja, der Kalmann Filter ...

Ich bin momentan auch dabei mich in die Materie einzuarbeiten.
Ich hab für ein paar mark (ups Euro) nen X-Ufo bekommen und an dem ging 
schon beim Jungfernflug der Mechanische Kreisel kaputt.
Nun will ich auch alles, mit Stbilisierung und GPS usw. Wobei das GPS 
noch am einfachsten ist. Die Flugstabilisierung kommt noch, sobald ich 
meine Gyros habe. Dann gehts los mit PI und PID und Kalmann - Filter.
Der einzige Lichtblick ist, wenn es bei mir nicht klappen sollte dann 
gibts ja schon fertige Hardware mit den passenden Quellcode - aber das 
soll dann wirklich nur kommen wenn alle stricke reissen.

Sehr Hilfreich sollte dir das X-Ufo Forum sein, da sind einige die den 
Filter schon in ihren AVRs drinne haben. Da gibts auch den offenen 
Quellcode.

Autor: Dussel (Gast)
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Nimm ein TERCOM (tastet die Landschaft ab und vergleicht sie mit 
gespeicherten Karten) :)
Aber so Trägheitsnavigation kann scheinbar sehr genau sein. Ein paar 
russische Rakten mit Reichweiten von ein paar tausend Kilometern haben 
damit navigiert und erst zum Zielanflug genauere Systeme benutzt. Wie 
viel sowas genaues kostet weiß ich natürlich nicht.
wikipedia: inertiales navigationssystem

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