Noch mal Lagekontrolle

[Stefan Easycopter]

Schönen tag allerseits.

Ich muss (wirklich!) euch noch mal um Hilfe zu einem Thema bitten, das schon des öfteren hier diskutiert wurde, aber bei meinem konkreten Problem bin ich noch nciht weitergekommen.

Es geht für mich nach wie vor um die Lagekontrolle bei einem Fluggerät. Genauer um die sichere Bestimmung des Neigungswinkels um die Querachse (Pitch) und um die Rollachse (roll).

Die bisherige Idee (siehe auch https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=6523)
ist die, Beschleunigungssensoren a la ADXL zu verwenden.

Aber: ein Flugzeug ist ja ein beschleunigtes Bezugssystem, nebem dem Erdbeschleunigungsvektor (der ja konstant ist) können auch nahezu beliebige (wenn in meinem Fall auch relativ kleine) Beschleunigungen auftreten. Nun die Fragen:

a) wie viele Sensoren benötige ich? Ich befürchte nämlich drei (je einen in Richtung jeder Achse montiert), da ja eine Neigung um die Rollachse den gemessenen Anteil an der Erdbeschleunigung der beiden anderen Sensoren verändert. Richtig?

b) Gibt es irgendein Verfahren, welches es erlaubt, die tatsächlichen Winkel für roll und pitch aus den drei gemessenen Vektoren zu berechnen - wenn man davon ausgehen muss, dass neben der Erdbeschleunigung auch noch ein weiterer Beschleunigungsvektor wirkt (der andere Fall ist ja trivial und kann mit bischen einfacher Geometrie gelöst werden).

Mit ist klar, dass das weniger ein Sensor - Problem sondern mehr eine mathematische Fragestellung ist, aber ich kenn kein anders Forum wo einem (Achtung Lob ) so kompetent geantwortet wird.

Dank vorab

Stefan

[UlliC]

Aber: ein Flugzeug ist ja ein beschleunigtes Bezugssystem, nebem dem Erdbeschleunigungsvektor (der ja konstant ist) können auch nahezu beliebige (wenn in meinem Fall auch relativ kleine) Beschleunigungen auftreten. Nun die Fragen:

a) wie viele Sensoren benötige ich? Ich befürchte nämlich drei (je einen in Richtung jeder Achse montiert), da ja eine Neigung um die Rollachse den gemessenen Anteil an der Erdbeschleunigung der beiden anderen Sensoren verändert. Richtig?

b) Gibt es irgendein Verfahren, welches es erlaubt, die tatsächlichen Winkel für roll und pitch aus den drei gemessenen Vektoren zu berechnen - wenn man davon ausgehen muss, dass neben der Erdbeschleunigung auch noch ein weiterer Beschleunigungsvektor wirkt (der andere Fall ist ja trivial und kann mit bischen einfacher Geometrie gelöst werden).

Hallo Stefan,

grundsätzlich ist es genau der richtige Weg, sich darüber Gedanken zu machen, welche dynamischen Zustände des Systems auftreten und wie oft, bzw mit welcher Frequenz dies geschieht. So wie du es beschrieben hast, treten bei deinem easycopter nur wenig Störbeschleunigungen (selten?) auf. Du kannst also diese Beschleunigungen als Störungen auffassen, die du ausregeln oder wegfiltern kannst, wenn du ein zweites unabhängiges Signal zum Vergleich hast. Wenn das so ist, genügen je zur regelnder Achse zwei unabhängige Sensoren. Geeignete Sensoren wären ein Gyro und ein Beschleunigungsgeber, deren Signale du fusionierst. Ich habe dazu in einem anderen Thread schon etwas geschrieben (Komplementärfilter, UCBalBot...). Besser wäre natürlich ein Kalman Filter, wobei die Theorie dazu etwas sperriger ist.
Hardwaremäßig würde demnach die x-y -Platine (2 CG-16 ein ADXL311) von rotomotion ausreichen.

[Stefan Easycopter]

Hi Ulli,

Danke für deine Hilfe.

Die IMU Systeme von Rotomotion scheinen ja recht beliebt zu sein, jedenfalls findet man die des öfteren hier im Forum. Die Preise scheinen ja O.K. zu sein, ich hab aber bislang nur die amerikanische Web Seite der Firma im Netz finden können, haben die einen Vertrieb in Europa oder wie kommt man an die Teile?? Hast du Erfahrung mit irgendwelchen Komponenten von Rotomotion?

Merci

Stefan

[UlliC]

Die IMU Systeme von Rotomotion scheinen ja recht beliebt zu sein, jedenfalls findet man die des öfteren hier im Forum. Die Preise scheinen ja O.K. zu sein, ich hab aber bislang nur die amerikanische Web Seite der Firma im Netz finden können, haben die einen Vertrieb in Europa oder wie kommt man an die Teile?? Hast du Erfahrung mit irgendwelchen Komponenten von Rotomotion

Hallo Stefan,

die Antwort auf deine letzten Fragen findest du im "GPS - IMU Kalman" Thread.

hello we are students of University of Applied Sciences Weingarten working on UAV for a Zeppelin. We are trying for sensor fusion of IMU and GPS. The probelem is that the documentation for IMU rotomotion does not tell anything about the output from the IMU. Its a string output of Hexa and has 8 columns and we dont know which one correspond to the acceleration and rotation. If we eliminate 6 out of 8 then what are the other two meant for? Please help us out in this issue. Thanks a lot in advance.

[UlliC]

Hi,

The data is the raw data. All of the code you seek can be found at:

http://autopilot.sf.net

The onboard/rev2 directory contains code that is compatible with the
6DOF kit:

http://cvs.sourceforge.net/viewcvs.p.../onboard/rev2/

Best regards,

Its a string output of Hexa and has 8 columns and we dont know which one correspond to the acceleration and rotation. If we eliminate 6 out of 8 then what are the other two meant for?

Hi,

I just checked it. The output is as follows:

$GPADC, adc0, adc1,......adc7
$ERPNI

adc0 means ADC0 input Pin 40
adc1 " Pin39
....

$ERPNI - no PNI compass connected ?

The schematics of the xy and z daughter boards are totally wrong.

On my rev2.4 board dated 1/26/03 the connections are as follows:

roty-U8-1-ADC3 - J4-4
rotx-U8-7-ADC2 - J4-3
rotz-U12-1-ADC7 - J6-3
ax - U4-8- ADC6 - J4-7
ay - U4-7 -ADC5 - J4-6
az - U12-8-ADC4 - J6-4

ADC0 is used as Tach input.
ADC1 is n.c., but you should check it.

[UlliC]

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