Jump to content

    
Sign in to follow this  
alexPec

Кватернионы и реальная механика

Recommended Posts

Вы возьмете вектор [cos(a-va),sin(a-va),0], где а - референсный курс, а va - курс по результатам интегрирования, то это будет вектор ошибки по курсу в звездной системе координат. Преобразовав этот вектор в систему координат IMU как раз и получатся ошибки по каждой из осей. Дальше PI-регулятор и добавка к данным с гироскопа. Все.

 

Хорошо, рефренсный курс равен 0, va - курс по результатам интегрирования. Но повторюсь, если бы механика лежала на столе, это бы сработало, но сама механика на корабле тоже вращается, поэтому курс по результатам интегрирования - это сумма: поворот корабля + уплывание гироскопа. Как отсюда выделить уплывание чтобы вычислить собственно разницу между курсом механики и курсом по результатам интегрирования?

 

энкодеры на оси приделайте

 

Так они есть, что это дает?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Как отсюда выделить уплывание чтобы вычислить собственно разницу между курсом механики и курсом по результатам интегрирования?

 

Да не надо ничего выделять. Оно просто будет всегда в нулевой курс утягивать. Это тоже самое, что просто с занулением данных гироскопа, но более культурно (меньше ошибка, если одновременно с креном происходит поворот по курсу). А рамка никуда у Вас не повернется. Углы Эйлера по крену и дифференту не зависят от курса, так что просто поворачиваете рамку на обратные углы и все.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да не надо ничего выделять. Оно просто будет всегда в нулевой курс утягивать. Это тоже самое, что просто с занулением данных гироскопа, но более культурно (меньше ошибка, если одновременно с креном происходит поворот по курсу). А рамка никуда у Вас не повернется. Углы Эйлера по крену и дифференту не зависят от курса, так что просто поворачиваете рамку на обратные углы и все.

 

Да, спасибо! Действительно если утягивать в нулевой курс проблема с рассинхронизацией вроде должна решиться. Все оказывается просто... Проверю на реальной железке.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Чтобы не плодить новые темы, напишу тут. Я работаю уже продолжительное время с датчиком BNO055, реализую получение информации об абсолютной ориентации изделия на карте. У него есть возможность выдавать на выход кватернионы и углы Эйлера. Все пишут везде, что с углами Эйлера могут быть проблемы из-за эффекта "складывания рамок" и от того, что углы Эйлера зависят от выбора очерёдности поворота по углам. Мне с этим не всё ясно, не могу понять следующее:

1. Актуальна ли проблема Gimbal Lock (Складывание рамок) для MEMS гироскопов? Там же другая конструкция и рамок по сути нет.

2. Если ответ на 1 вопрос - да, то могу ли я надеяться, что Bosh уже решили эту проблему за меня внутри своего датчика с помощью данных магнетометра и акселерометра? Находил патенты, что такие алгоритмы есть, но разбираться в формулах нет времени, нужно делать изделие. Сам Bosh почему-то об этом в ДШ молчит.

3. Почему углы Эйлера это такая проблема, если можно узнать заранее в какой последовательности датчик и записывает и воспроизводить так же? Мы же не рандомно каждый раз их применяем, а по алгоритму. Почему обязателен переход на кватернионы?

Share this post


Link to post
Share on other sites
21.10.2021 в 16:17, Prizrak_Kommunizma сказал:

1. Актуальна ли проблема Gimbal Lock (Складывание рамок) для MEMS гироскопов? Там же другая конструкция и рамок по сути нет.

2. Если ответ на 1 вопрос - да, то могу ли я надеяться, что Bosh уже решили эту проблему за меня внутри своего датчика с помощью данных магнетометра и акселерометра? Находил патенты, что такие алгоритмы есть, но разбираться в формулах нет времени, нужно делать изделие. Сам Bosh почему-то об этом в ДШ молчит.

3. Почему углы Эйлера это такая проблема, если можно узнать заранее в какой последовательности датчик и записывает и воспроизводить так же? Мы же не рандомно каждый раз их применяем, а по алгоритму. Почему обязателен переход на кватернионы?

1. Актуальна. Это не проблема конкретных датчиков, а математическая проблема при использовании математики углов Эйлера. Если вы свое устройство повернете на неправильные углы, то и возникнет проблема складывания рамок - у вас 2 угла эйлера будут принимать одинаковые значения (это конечно так, в общем и целом).  

2. Будет видно из того как их вычисляют (сам не смотрел, лень). А с математикой все равно придется разобраться, если хотите точно знать как будет вести себя ваше устройство.

3. Тот же ответ что и п.1.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

1, А если моя цель просто показывать юзеру текущие углы крена, рысканья и тангажа без необходимости воспроизводить по ним положение датчика на компе или где-то ещё, то проблема сохраняется? Или она только при воспроизведении и пересчёте координат будет возникать?

Edited by Prizrak_Kommunizma

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this