با فرض اینکه سنسور حساسیت بالا و SNR خوبی داشته باشه، شما میتونید شتاب دینامیکی خالص رو بدست بیارید. کافیه مقدار نرمال شده شتاب گرانش زمین رو در ماتریس دوران (خروجی فیلتر شده ی IMU) ضرب کنید و این مقدار رو از مقدار خروجی شتاب سنج کم کنید. به زبان ساده تر فرض کنیم کواد 30 درجه در محور رول کچ شده و داره شتاب می گیره، برای حذف شتاب گرانش باید مقدار زاویه انحراف رو تو محاسبات وارد کنیم (g*sin30 برای محورy و z) و از خروجی محورهای شتاب کم کنیم.
اما در عمل سنسورهای mems یا حساسیت بالایی ندارند یا به نویز حساس هستند. بنابراین اینکه یخواید یا انتگرالگیری و این صحبتها از روی شتابسنج mems حتی سرعت رو تخمین بزنید عملی نیست! حالا چه برسه به دوبار انتگرال گیری و بدست آوردن موقعیت. تنها حالتی که میشه تا یه حدودی سرعت رو تخمین زد وقتی هست که اولا لرزش خیلی کم باشه و ثانیا شتاب قابل توجهی هم وجود داشته باشه (مثلا 0.5g). تنها با این شرایط میشه تو فاصله زمانی کوتاهی سرعت رو تخمین زد.
در واقع از خروجی جایرو انتگرال گرفته میشه و با اطلاعات شتاب سنج (شتاب گرانش) ترکیب میشه. این ترکیبش روشهای مختلفی داره ولی روشی که ساده تره و محاسبات کمتری می خواد complementary filter هست که اغلب هم روی میکرو از همین استفاده می کنند. مثال آردوینو هم براش هست. عملکرد این فیلتر به طور خلاصه یه این صورته که زاویه جایرو (انتگرال گرفته شده) رو از یه فیلتر بالاگذر رد می کنه و زاویه شتاب سنج (زاویه از روی شتاب گرانش) رو از یه فیلتر پایین گذر و اینها رو با هم جمع می کنه. به این صورت نویز (فرکانس بالا) که تو خروجی شتابسنج زیاد هست حذف میشه و دیریفت جایرو (پاسخ دائمی) که به خاطر انتگرال گیری هست هم از بین میره. البته فرض این روش اینه که در مدت طولانی شتاب خطی دینامیکی زیادی نداریم. مثلا اگه کواد دائما با شتاب 0.5g به سمت شمال حرکت کنه خروجی زاویه فیلتر شده خطا خواهد داشت که مسلما در عمل برای سیستم های شناوری مثل کوادروتور همچین شتابی به صورت دائمی وجود نداره.
من جزوه خاصی ندارم، این مطالب رو از اینترنت و مقالات مختلف (انگلیسی) خوندم که همین complementary filter رو جستجو کنید مطلب در موردش زیاد هست. انتگرال گیری از جایرو سه محوره هم به وسیله DCM انچام میشه که همون ماتریس دوران هست.
سلام، وقت بخیر
کاملا با صحبت شما مخالف هستم درباره دقت mems به صورت کلی ....
اگر شما خطا ها را به صورت صحیح مدل کنید، (یک نمونه مناسب آن در کتاب زیپل وجود دارد) و از یک فیلتر مناسب (کالمن و ... و نه فیلترهای ساده) به راحتی زوایای اویلر و سرعت را با دقت مناسب خواهید داشت، البته توجه کنید سخت افزار حرف اول را میزند ...
توصیه میکنم کتاب تیترون و بخشی انتهای فصل 5 زیفل را مطالعه کنید.
سلام، وقت بخیر
کاملا با صحبت شما مخالف هستم درباره دقت mems به صورت کلی ....
اگر شما خطا ها را به صورت صحیح مدل کنید، (یک نمونه مناسب آن در کتاب زیپل وجود دارد) و از یک فیلتر مناسب (کالمن و ... و نه فیلترهای ساده) به راحتی زوایای اویلر و سرعت را با دقت مناسب خواهید داشت، البته توجه کنید سخت افزار حرف اول را میزند ...
توصیه میکنم کتاب تیترون و بخشی انتهای فصل 5 زیپفل را مطالعه کنید.