Как рассчитать заголовок с использованием гироскопа и магнитометра

У меня есть сырые данные гироскопа и магнитометра. на основе этих данных, я должен рассчитать информацию о заголовке с точностью 1Deg.Как рассчитать заголовок с использованием гироскопа и магнитометра

Я хотел бы знать, есть ли какой-либо алгоритм, который может помочь мне получить информацию о направлении, используя имеющуюся информацию с указанной точностью?

Любая статья или любая ссылка также будут полезны.

Благодаря

источник

2016-01-28 Pratik

stackoverflow не о поиске/написании кода для вас, речь идет о проблемах с исправлением, которые у вас есть в вашем [существующем] коде. Покажите нам, что вы пробовали, и программисты здесь смогут вам помочь, иначе я могу предложить вам [искать с google] (https://www.google.com.ua/search?q=calculate+heading + из + Гироскоп + и + магнитометр + данные) (или просто посмотрите на боковую панель в разделе _Related_) и прекратите тратить наше время на поиск вас – ankhzet

Вопрос слишком широк в его текущей форме. Какой алгоритм вы пробовали, и где именно вы застряли? Обратите внимание, что запросы на ресурсы за пределами сайта рассматриваются здесь не по теме. – njuffa

Проверьте обратный ход, возвращенный API-интерфейсом телефона – nbsrujan

Я предполагаю, что вы используете телефон для сбора gyroscope+magnetometer данных.

Вы не можете вычислить заголовок с Gyro+Magnetometer, если не знаете начального состояния устройства. Вы должны попробовать Accelerometer+Magnetometer. Вы можете получить значения курса от rotation-matrix' or yaw` компонента от API датчика движения устройства Android/IOS.

Если вы хотите реализовать свой собственный алгоритм компенсации наклона. Все, что вам нужно сделать, это реализовать компенсацию наклона с помощью accelerometer и magnetometer. Вы получаете accelerometer и magnetometer показания в раме устройства. Accelerometer и Magnetometer дает показания как функцию вращения устройства. Это вращение содержит информацию о Roll, Pitch и Heading устройства. Ниже приводится объяснение и вывод оценки курса с использованием accelerometer+magnetometer.

Tilt compensation algorithm

Пусть accelerometer и magnetometer дать вам

$\begin{bmatrix} G_x\\ G_y\\ G_z \end{bmatrix} and \begin{bmatrix} H_x\\ H_y\\ H_z \end{bmatrix}$

показания соответственно. Они находятся в раме устройства, а устройство повернуто на

$\begin{bmatrix} \theta (roll) & \phi (pitch) & \psi (yaw) \end{bmatrix}$ .

Адрес: $\psi (yaw)$ Адрес: Таким образом, вращение матрица устройства будет

$R = R_y(\theta)*R_x(\phi)*R_z(\psi)$

$\begin{bmatrix} G_x\\ G_y\\ G_z \end{bmatrix} = R_y(\theta)*R_x(\phi)*R_z(\psi)*\begin{bmatrix} 0\\ 0\\ g \end{bmatrix}$

$\begin{bmatrix} H_x\\ H_y\\ H_z \end{bmatrix} = R_y(\theta)*R_x(\phi)*R_z(\psi)*\begin{bmatrix} Bcos\delta\\ 0\\ Bsin\delta \end{bmatrix}$

Мы должны решить для $\psi$ . Так шаг за шагом решение для $\psi$ .

$R_x(-\phi)*R_y(-\theta)*\begin{bmatrix} G_x\\ G_y\\ G_z \end{bmatrix} = R_z(\psi)*\begin{bmatrix} 0\\ 0\\ g \end{bmatrix}$

С выше, приравнивая к нулю, мы получаем

$tan\theta = (-G_x/G_z)\\ tan\phi = G_y/(-G_x*sin\theta + G_z*cos\theta)$

Имея $\theta, \phi$ из выше

$resB = R_x(-\phi)*R_y(-\theta)*\begin{bmatrix} B_x\\ B_y\\ B_z \end{bmatrix}$

$tan\psi = ResB_x/ResB_y$

Это основной метод получения значения заголовка от accelerometer+magentomete. Yaw/Heading значение обеспечивается API-интерфейсом датчика движения, присутствующим в мобильных телефонах.

Довольно много вещей, которые вам нужно искать при реализации алгоритмов sensor-fusion. Accelerometers не всегда дает правильные показания, устройства под линейными ускорениями. Magnetometer показания подвергаются искажениям из-за наличия ферромагнитных веществ. Точность зависит от компонента белого шума в датчике gyroscope.

Существует множество алгоритмов для оценки точных значений курса. Некоторые из них являются

Madgwick AHRS
Дополнительный фильтр
фильтр Калмана
Compensation of Magnetic Disturbances, этот алгоритм дает лучшие результаты среди всех, из личного опыта я говорю.

источник

2016-01-29 09:34:06 nbsrujan

Благодарим вас за подробный ответ. Я забыл упомянуть о моем заявлении в моем вопросе. Моя заявка связана с авиационной областью. Мой магнитометр будет расположен на вертикальном плавнике самолета. Я попробую этот подход также – Pratik

@Pratik Если магнитометр расположен на плавнике самолета, проверьте показания магнитометра один раз. Вы должны откалибровать магнитометр перед его использованием, если датчик не откалиброван сам по себе. – nbsrujan

Как рассчитать заголовок с использованием гироскопа и магнитометра

ответ

Смежные вопросы