roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.


IMU,AHRS, инерциальные датчики

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение Dmitry__ » 26 июн 2016, 18:10

linvinus писал(а):просто многие вообще о таких мелочах как шум, не задумываются

linvinus писал(а):я помню вашу позицию - всё что ниже $50 - хлам.

linvinus писал(а):Но и задачи могут быть разными

Для гироскопов нет других задач, гироскоп штука интегральная, ошибка быстро накапливается, какой смысл в шуме 0.008, если при легком изменении температуры, твой гироскоп через 100сек. будет показывать противоположное направление?
Для адисов это 125 ppm/°C, а сколько это у 5$-го гира?
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6899
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение Angel71 » 26 июн 2016, 18:29

адисы, шмадисы. это всё хорошо, но слишком академично и непонятно за чем. можно же формализовать задачу и уже отталкиваясь от этого сравнивать прорабатывать. допустим ла должен без всяких маячков, зрения, систем позиционирования,... пролететь n км или m минут по некоему маршруту. накопленная ошибка должна быть не более ... . стоимость иму максимум столько то. и т.д.
Последний раз редактировалось Angel71 26 июн 2016, 18:32, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 9629
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение Dmitry__ » 26 июн 2016, 18:34

Да, уточнение для "я помню вашу позицию".
linvinus писал(а):аналоговыедевицы не нравятся ценой, кроме того если посмотреть по шумам то появились недорогие приборы <$20 с сопоставимыми шумами <0.008,см первый пост

Если все данные совпадают, зачем аналог девицам так дорого продавать гиры? Рынок же.
А если все характеристики хуже в тцать раз, то может стоит сравнивать с плохими гирами от аналог? Может цена будет похожая? :wink:

Добавлено спустя 2 минуты 42 секунды:
Angel71 писал(а):адисы, шмадисы. это всё хорошо, но слишком академично и непонятно

Я рассказывал про муратовский гир. На столе добился схожих характеристик с адис, только нельзя было подносить рожу к плате, гир уплывал от инфракрасного излучения человека на расстоянии 2 метра :)
Зачем нужны такие гиры?
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6899
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение Angel71 » 26 июн 2016, 18:49

несовершенство датчиков частично можно компенсировать алгоритмами, дублированием датчиков. с дублированием пока не сильно вник, но уже есть пару вариантов как расставлять датчики и похоже есть смысл и дальше экспериментировать. сильно уплывает - плохо. а есть ли варианты как замодить иму, что бы поменьше уплывало даже с хламом? и т.д. в любом случае не стоит прям только смотреть на супер-пупер датчики. во-первых они стоят прилично. во-вторых не факт, что недорогие датчики будут не подходить для конкретных задач. намекаю, что ла, т.е. всё, что на нём иногда это расходники. есть же разница, когда приходится брать новый агрегатик за пару-тройку сот баксов или за штуцер, 5, 10,... та даже если не расходник, приятно же если железка, справляющаяся с задачами будет стоить значительно дешевле.
с температурой иногда тоже может быть решаемо, но опять таки от задачи зависит. в микрах иногда бывает в том числе и датчик температуры, по которому делают термокомпенсацию. если недостаточно, можно смотреть, что лучше - брать другой датчик или поддерживать нужную температуру для датчика (а вариатнов далеко не один и не два).
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 9629
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение linvinus » 26 июн 2016, 19:21

ну вот к примеру "топовый от STM" LSM6DS33H
Rate noise density : 0.007 dps/ sqrt(Hz)

параметра Temperature Coefficient в единицах ppm/°C (parts per million/°C) который отражает насколько стабильна резонансная частота гиро нет, но есть
Angular rate typical zero-rate level change vs. temperature : +-0.05 dps/°C, думаю это об одном и том же но как привести одно к другому не понятно.

понятно что раз за датчики просят $600 то это что то да значит.
Можно стабилизировать параметры (кстати и размерчик у коробочки с компенсацией не маленький), но с другой стороны можно компенсировать дрейф программно на основе встроенного датчика температуры и коэффициентов из документации.

Angel71 , задача - инерциальная навигация , т.е. вычисление положения на основе только mems датчиков.

я пробовал решать задачу вычисления курса, тут есть подборка роликов по этой теме https://www.youtube.com/playlist?list=P ... 77ZN7tLhV1
мне удалось проехать прямо на 1м, развернуться на 180градусов и вернуться в ворота.
инерциальные датчик использовался для стабилизации направления движения прямо, для контроля точного разворота на 180 градусов, расстояние определялось по времени движения с установленной скоростью.

Holmes, делает вездеход, который на данные одометрии не может опираться.
post356259.html#p356259

если решить задачу инерциальной навигации то можно будет не зависеть от параметров шасси, робот будет "чувствовать" положение даже если его перенесут на руках в другое место.

но слишком академично и непонятно за чем.

для того чтобы понять к чему эти заморочки нужно пощупать датчики руками.
описать словами сложно, а фраза "датчик уплывает" не передаёт всей глубины проблемы.

Гиро
- это информация о угловой скорости, с его помощью можно вычислить относительный курс и/или относительное 3D положение (наклон) датчика в пространстве (интегрированием скорости),

аксель
- ускорение по осям, используется для вычисления абсолютного вектора гравитации (в спокойном состоянии),
- для вычисления линейных перемещений (одометрия) (двойное интегрирование)
- для вычисления абсолютных наклонов по осям

компас (магнетометр)
- используется как помощник гиро для определения абсолютного курса, но он очень чувствителен к помехам.
Последний раз редактировалось linvinus 26 июн 2016, 20:02, всего редактировалось 1 раз.
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1613
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение Angel71 » 26 июн 2016, 19:38

для любительских железок использование дорогих датчиков больше похоже на топку печки облигациями.
инерциальная то понятно, но это слишком в общем. одно дело у вас аппарат со скоростью в пару сот км/час передвигается несколько часов при сильной вибрации и совсем другое, допустим машинка, которая неспешно должна по ровному полу проехать по периметру спортзала. по одним только датчикам, тем более копеечным часть задач в принципе не решаемы. в продаже полно всяких плат для коптеров и летающих крыльев, есть куча открытых проектов плат/софта - вполне сносно и без всяких гпс ездят и летают по заданной траектории. т.е. вопрос конкретизации задач - ради интереса с нуля запилить своё или для конкретных задач существующее не подходит или ещё какие причины.
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 9629
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение linvinus » 26 июн 2016, 19:57

в продаже полно всяких плат для коптеров и летающих крыльев, есть куча открытых проектов плат/софта - вполне сносно и без всяких гпс летают по заданной траектории.


это не так, в летательных аппаратах AHRS используется для стабилизации положения, а навигация там,в основном, по GPS который не работает в помещениях, и он не точен когда речь дистанции в десяток метров.
GPS используется в том числе для уточнения курса, который уплывает из за дрейфа гиро, т.е. достаточно один раз вычислить курс по GPS и далее можно некоторое время летать чисто по инерциальному датчику.

К тому же, в воздухе более стабильна магнитная обстановка, так что и компас там себя чувствует лучше чем в помещении.

Если бы что то такое было для помещений в продаже, за разумные деньги, я бы купил и не парился.
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1613
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение Dmitry__ » 26 июн 2016, 20:49

linvinus писал(а):Angular rate typical zero-rate level change vs. temperature : +-0.05 dps/°C, думаю это об одном и том же но как привести одно к другому не понятно.

Близкий параметр у адис, наверно bias. Он в ADIS16260 = 0.03 и 0.005 в ADIS16265. Если считать, что +- 0.05 превращаются в 0.1 в абсолютных значениях, то вот можешь и сравнивать. А каждое улучшение в 2 раза приводит к 10-ти кратному улучшению цены. :)
Только есть еще куча параметров, которые очень хорошо прячут, например как модуляция вибрацией, паразитные каналы акселерометров в гирах и.т.д.
Я вот понять тебя не могу, как ты можешь сравнивать и верить в хорошие параметры механического устройства в корпусе 3х3х1мм - 100500 разных датчиков в одном корпусе в сравнении с обьемной штукой адис?
Кста, когда не было приемлемых электронных гиров, моделисты летали на механич. гирах. У них-то точно были хорошие характеристики. Вот что случилось с этим рынком?
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6899
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение linvinus » 26 июн 2016, 21:28

Близкий параметр у адис, наверно bias. Он в ADIS16260 = 0.03 и 0.005 в ADIS16265. Если считать, что +- 0.05 превращаются в 0.1 в абсолютных

спасибо, да это он, не заметил.

Я вот понять тебя не могу, как ты можешь сравнивать и верить в хорошие параметры механического устройства в корпусе 3х3х1мм - 100500 разных датчиков в одном корпусе в сравнении с обьемной штукой адис?

да я хотел независимое мнение улышать, конечно я понимаю что отдельно взятое устройство в огромном корпусе будет лучше чем комбаин,
но стоит так же отметить что мелкие датчики совершенствуются, за 5ть лет шумы упали с 0.03 до 0.008, к тому же появился нормальный термодатчик в STM, возможно это поможет компенсировать зависимость от температуры программно.

Меня вот ещё мысль терзает, что будет если недорогой датчик монтажной пеной залить? Зависимость от температуры уменьшится? полагаю именно по этому у датчиков ADIS огромный корпус (по меркам SMD).

Кста, когда не было приемлемых электронных гиров, моделисты летали на механич. гирах. У них-то точно были хорошие характеристики. Вот что случилось с этим рынком?

я такое не застал.
ещё есть лазерные гироскопы, там с температурой всё ок, но опять таки вопрос цены.


Выше я хаил invensense За то что ведут себя "нагло" post356422.html#p356422
, начал разбираться с STM, с ними ещё хуже.

STM предоставляет osxMotionFX для своих сенсоров, это отдельная библиотека, распространяется в виде exe файла, после установки в винду нужно получить лицензию и активировать ключик на конкретный экземпляр сенсора, дальше даже не копал.
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1613
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение Dmitry__ » 26 июн 2016, 21:36

Вот хорошая статья, думаю ответ на все твои вопросы, хорошо спускает на землю :)
https://habrahabr.ru/post/139110/
Кста, в топовых игрушках от st даже нет такого параметра, как смещение от ускорения, игрушки все это
:)
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6899
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение Angel71 » 26 июн 2016, 21:51

linvinus, т.е. всё фигня, всё не подходит под ваши не описаные условия и нужно пилить непонятно какую инерциалку. про конкретизацию требований того и писалось, что всё сильно от условий задач зависит.
Dmitry__ писал(а):Я вот понять тебя не могу, как ты можешь сравнивать и верить в хорошие параметры механического устройства в корпусе 3х3х1мм - 100500 разных датчиков в одном корпусе в сравнении с обьемной штукой адис?

дарпа собиралась пилить кубик "заменитель гэпэсэ" со стороной вроде 8мм, в которой атомны часики и прочие сенсоры для задач нафигации ракет и дронов в условиях активного применения рэб и без использования внешних систем позиционирования.
Dmitry__ писал(а):Кста, когда не было приемлемых электронных гиров, моделисты летали на механич. гирах. У них-то точно были хорошие характеристики. Вот что случилось с этим рынком?

попса как бы в моде, знающих закон ома по пальцам пересчитать можно. из статистической тысячи всех электронщиков свять радиоприёмник на рассыпухе многие осилят? с другой стороны появились недорогие миниатюрные мэмсы, которых в общем более-менее хватает, а делать что-то намного лучше в общем настолько дорого или сложно (тот же вопрос веса, особенно когда каждый дополнительный грамм не есть хорошо), что проще хотелки поубавить.
сейчас естественно технологии, материалы, станки и т.д. уже другие и вместо тяжеленной дуры
P1060329_.JPG

на коленке можно намного легче и миниатюрней собрать, но тем не менее.
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 9629
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение linvinus » 26 июн 2016, 23:29

Dmitry__ спасибо за ссылку, да с этой стороны я ещё не смотрел, буду думать, пока самый недорогой вариант купить чип ADIS16260 за $60 и сделать плату для него, но всё равно не дёшево :(

Angel71 писал(а):linvinus, т.е. всё фигня, всё не подходит под ваши не описаные условия и нужно пилить непонятно какую инерциалку. про конкретизацию требований того и писалось, что всё сильно от условий задач зависит.

я приводил ссылку на ролики, где робот ездит 1м вперёд разворот на 180 возвращение назад так чтобы попасть в гараж из
которого выехал,или езда по квадрату 1м на 1м
начинал я с езды по прямой (удержание курса), но даже это не тривиально

идея была в том чтобы можно было программировать так: едем 1м прямо, поворот на 90 , 1м прямо, поворот 90 ...
скорости у меня маленькие до 0.2 [м/c], 1 [рад/с]

всё работает в краткосрочном промежутке, но уже спустя 30 сек набирается погрешность, гиро начинает показывать скорость которой нет, я это давил показаниями компаса, но и компас в разных частях квартиры показывает что попало, на этом я остановился и переключился на другие задачи, сейчас вот опять решил пересмотреть проблему и пути решения, некоторую надежду в меня вселило то что новые датчики пошли с меньшим на порядок шумом.

готовые модули AHRS для летательных аппаратов, на которые вы ссылались, сделаны на основе тех же дешёвых mems датчиков, и там точно такие же проблемы, только они решаются в основном за счёт использования дополнительных датчиков, в частности GPS.
так что их ТЗ не совпадает с мои ТЗ для домашних роботов.

Добавлено спустя 35 минут 17 секунд:
Перевод статьи Фильтр Маджвика https://habrahabr.ru/post/255661/
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1613
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение Dmitry__ » 27 июн 2016, 01:14

Я бы щаз поигрался со старыми роторными гирами. Ну не могут они стоить дороже адисов за 1000$ :)
Поисковые запросы: "ДУС-РВГ",
http://zapadpribor.com/dus-rvg/



Старый прикол про дешевый гир :)



Добавлено спустя 17 минут 7 секунд:
Если соберешься на войну :)
https://tidings.tsu.tula.ru/tidings/pdf/web/file/tsu_izv_technical_sciences_2012_07.pdf
Еще куча названий:
http://zapadpribor.com/category/dus/1000000/
Аватара пользователя
Dmitry__
 
Сообщения: 6899
Зарегистрирован: 13 янв 2011, 15:25
Откуда: Санкт-Петербург

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение Angel71 » 27 июн 2016, 01:45

для некоторых не тривиально и с кватерионами работать. а набегать ошибка будет в любом случае, вопрос кто как минимизирует, используется ли периодическая корректировка по данным из других источников и выполняет ли система возложеные задачи. давайте последний раз повторю - не создают просто иму, создают иму с конкретными характеристиками и под конкретные задачи.
- Скажите, пожалуйста, куда мне отсюда идти?
- А куда ты хочешь попасть? - ответил Кот.
- Мне все равно... - сказала Алиса.
- Тогда все равно, куда и идти, - заметил Кот.
- ...только бы попасть куда-нибудь, - пояснила Алиса.
- Куда-нибудь ты обязательно попадешь, - сказал Кот. - Нужно только достаточно долго идти.

Dmitry__, чинушам это нужно так же, как и развитие экономики, промышленности, науки, торговли,... т.е. почти абсолютно не нужно. а так, чисто гипотетически, задачки очень интересные и неординарные.
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 9629
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: IMU,AHRS, инерциальные датчики

Сообщение linvinus » 27 июн 2016, 15:49

давайте последний раз повторю - не создают просто иму, создают иму с конкретными характеристиками и под конкретные задачи.

давайте ещё раз повторю, езда по квадрату 1м на 1м со скоростью не более 0.2м/с так чтобы не сбиваться (допустимое отклонение не более 5см) хотя бы в течение 1 минуты, цифры не с потолка, я реально проводил такие тесты, робот размером 10x10(см)
IMU стоимостью не более $50 из тех что можно свободно купить через интернет на ebay/aliexpress или ещё где.

я не считаю что это из ряда вон выходящие требования, собственно я это сделал и понял что точности недорогих датчиков недостаточно, либо алгоритмы укрощения датчиков нужны более навороченные, а для этого нужно понять откуда вообще берутся ошибки в датчиках и чем датчики отличаются (кроме цены)

я понял позицию Дмитрия и пожалуй она правильная, но пока ещё надеюсь схитрить и остаться в рамках недорогих датчиков, нужно провести ещё один эксперимент, если не получится то останется выбрать либо более дорогие датчики либо переходить на визуальную одометрию, а может IMU + визуальная одометрия как в http://wiki.ros.org/robot_pose_ekf,
"Чугунный дятел" говорил что там калман не полный, нужно дополнить вектором заданной скорости, в общем там тоже не всё гладко.
R3 forum87/topic15337.html
R2 roboforum.ru/forum102/topic13980.html
R4 roboforum.ru/post336339.html#p336339
Делать надо хорошо - плохо получится само!
Аватара пользователя
linvinus
 
Сообщения: 1613
Зарегистрирован: 29 апр 2011, 12:37
Откуда: Москва
прог. языки: С

Пред.След.

Вернуться в Сенсорика

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

Mail.ru counter