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Thema: Sensor Fusion von verschiedenen Winkelpositionsgeber

Hybrid-Darstellung

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  1. #1
    HaWe
    Gast
    halt stopp - irgendwas stimmt nicht:

    ein Accelerometer gibt eine geradlinige Beschleunigung an, keine Winkelbeschleunigung.

    Wieso also atan?

    Wieso Winkel ?


    doppelt über die Zeit integriert ergibt sich hingegen:
    Weg = 1/2 * Beschleunigung * dt² (Weg, nicht Winkel!)

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von HaWe Beitrag anzeigen
    halt stopp - irgendwas stimmt nicht:

    ein Accelerometer gibt eine geradlinige Beschleunigung an, keine Winkelbeschleunigung.

    Wieso also atan?

    Wieso Winkel ?


    doppelt über die Zeit integriert ergibt sich hingegen:
    Weg = 1/2 * Beschleunigung * dt² (Weg, nicht Winkel!)
    Was hat das jetzt wieder mit dem Thema zu tun? Troll?
    Ein Acc gibt Beschleunigungswerte aus, nicht mehr, nicht weniger (deswegen heißt es ja auch "Beschleunigungssensor").

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Hallo Chris,

    klar bin ich nicht der Profi in Sensor Fusion, sonst hätte ich ja keine Fragen .
    Evtl. habe ich hier Informations-Fusion und Sensorfusion ein wenig gemischt.

    Ich dachte bis vor kurzem, das der Kalman-Filter ein statisches Verfahren ist,
    welches verschiedene Sensorinformation zu einer gemeinsamen Information "verheiraten" kann.

    Sicher würden Sensoren, welche mittles verschiedenen Verfahren arbeiten, das Ergebnis deutlich besser
    im Ergebnis verbessern, jedoch sollten doch mehrere Informationen aus verschiedenen Quellen ein gleiches
    tun.

    Ich will übrigens auch den Komplementärfilters bei der direkten Messwertumwandlung verwenden, da hier sonst
    mein Microcontroller dicke Backen bekommt.

    Nebenbei versuchte ich derzeit die Beschleunigungswerte des CMPS10 (serial Interface) zu verstehen und habe hierbei
    so meine Probleme. Auf dieser Platine hat mir jemand in einem anderen Thread mitgeteilt, soll es
    sich um bei dem verwendeten Chip um einen ST LM303 handeln. Nur kann ich die Rohwerte,
    welche die CMPS10 in seiner Schnittstelle noch nicht so richtig bewerten.

    Im Netz konnte ich bis jetzt keine eindeutigen Links finden. Heute versuche ich den Chip erstmal neu zu kalibrieren,
    soll ja immer helfen.

    Viele Grüße

    R.
    Kaum macht man es richtig, schon funktioniert's ...

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hi,

    mit solchen Filtern (egal ob Kalman oder Komplementär) kannst du nur "gleiche" Daten fusionieren, also z.b. nur Winkel mit Winkel, Temperatur mit Temperatur, Höhe mit Höhe, etc..
    Allerdings lassen sich diese Informationen teilweise durch Differenzierung / Integration berechnen, wie z.b. der (driftende) Winkel aus der Winkelgeschwindigkeit (Gyro).

    Also wenn die Werte deines Acc "unbrauchbar" aussehen, kannst du das nicht durch Kalibrierung ausgleichen. Lediglich wenn der Offset (oder die Maximalwerte) verschoben ist, bringt eine Kalibrierung was.

    Gruß
    Chris

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Hallo Chris,


    Ich dachte bis vor kurzem, das der Kalman-Filter ein statisches Verfahren ist,
    welches verschiedene Sensorinformation zu einer gemeinsamen Information "verheiraten" kann.
    Das war wohl schlecht ausgedrückt. Klar kann ich nur Äpfel mit Äpfel "addieren", im realen Leben gibt es
    beim Mischen Gemüsesalat und in der Mathe nur "Blödsinn".

    Ich habe hierbei mehrere Winkelinformation, welche ich von verschiedenen Sensoren bekomme.
    Derzeit will ich halt mit den Beschleunigungsdaten des CMPS10 den errechneten Winkel des Gyro ADXR620 (analog) stabilisieren.

    Hier mal ein Datenauszug eines erstellten Log. Das Board stand stabil ohne Bewegung.
    accelerometer[0] accelerometer[1] accelerometer[2]
    28670 16380 12355
    8190 24572 4163
    -8195 8188 -12221
    8190 28668 -24509
    12286 12284 28739
    12286 -20484 20547
    -12291 24572 -12222
    8190 24572 24643
    12286 -32772 12355
    -2 -28676 4163
    12286 24572 -16317
    20478 28668 -16317
    16382 16380 24643
    16382 12284 -12221
    12286 -28676 20547
    28670 12284 -28605
    4094 28668 -4030
    -4099 28668 -12221
    -8195 12284 -28605
    4094 -24580 -28605
    -2 24572 4163
    8190 20476 67
    -2 24572 -28605
    16382 16380 -32701
    -2 -16388 -28605
    -32770 -24580 67
    -2 24572 4164
    16382 -28676 -16317
    12286 4092 16451
    -2 28668 16451
    4094 12284 68

    Ich habe schon einige Lösungen gesehen, wo der Mittelwert des letzten Messungen genommen wird.
    Ich könnte, wenn überhaupt einen fliessenden Mittelwert berechnen, da ich sonst zu langsam wäre,
    wenn ich erst 5 Messungen via seriell einlesen muss, um einen Wert zu bekommen.

    Viele Grüße

    R.
    Kaum macht man es richtig, schon funktioniert's ...

  6. #6
    HaWe
    Gast
    erklär doch mal bitte, wie du mit Accelerometerwerten Winkeldaten stabilisieren willst.
    Natürlich nennt man ein Verfahren, das so etwas kann, "sensor fusion", und Kalman-Filter wären tatsächlich ein Verfahren dafür.
    Und es soll ja tatsächlich Lösungen dazu geben, aber mir ist nicht klar, wie du die Verbindung zwischen geradliniger Beschleunigung (durch Gravitation oder Geschwindigkeitsänderung) und Dreh-Winkeln herstellen willst.
    In dem Beispiel oben wird der atan angeführt, ich verstehe aber ehrlich nicht, was der damit zu tun haben soll.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hi,

    könnte es sein, dass du die / den / das Endianness falsch interpretierst / programmierst? Sieht für mich ein bisschen danach aus.
    Diese Werte sind definitiv von keinem funktionsfähigen Acc, der stabil auf dem Tisch liegt.

    Gruß
    Chris

  8. #8
    HaWe
    Gast
    NIEMALS lässt sich daraus so einfach der Winkel errechnen !!!
    Oder beweise die mathematischen Zusammenhänge !!
    (Winkel = gedreht um die senkrechte Raumachse = heading)

    ich geb dir mal was zu lesen:
    hier ist eine Publikation, die ich schon etliche Jahre kenne, und die Accelerometer und Gyros per Sensor Fusioning per Kalman Filter integriert. Da siehst du, um was es prinzipiell geht:

    sie ist hier mal wieder zu groß (Mann, Moderatoren, ändert mal die Defaults !!!) , ich verlinke sie woanders, da musst du dich wschl nur registrieren um sie zu lesen...

    http://www.mindstormsforum.de/viewtopic.php?f=78&t=8432
    Geändert von HaWe (19.11.2014 um 23:13 Uhr)

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Sorry, aber so etwas von sich zu geben, OBWOHL
    - schon viele viele Leute das erfolgreich implementiert haben
    - der Zusammenhang u.a. in dem Link, den ich schonmal gepostet hatte, dargestellt ist
    zeugt nicht von viel Ahnung.

    Zitat Zitat von HaWe
    (Mann, Moderatoren, ändert mal die Defaults !!!)
    Anscheinend solltest du mal an deinem Ton feilen, hab das schon in einem anderen Thread beobachtet, dass ein Forum wohl nicht unbedingt der beste Platz für dich ist.

  10. #10
    HaWe
    Gast
    bin daran gewöhnt, bin selber admin und Moderator. Außerdem geht dich das nichts an.
    i.Ü. zeig einfach mal, wie der Zusammenhang zwischen Drehung um die senkrechte Achse und acc-Werten ist, und alles ist gut.

    edit: dass es grundsätzlich iwie geht, bestreite ich nicht, aber wie und warum - das bleibt zu zeigen.
    Geändert von HaWe (19.11.2014 um 23:13 Uhr)

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