roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.


Практика использования твердотельных компасов... вопросы.

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Michael_K » 19 дек 2010, 01:06

Короче, эпик фэйл...

два lsm303dlh стоят на плате повернутые на 45 градусов.

Показывают фигню. Оба.

Во-первых, оказалось, что на широте Петербурга магнитные линии втыкаются в землю почти вертикально (отклонение от вертикали порядка 16 градусов). Поэтому горизонтальная составляющая поля до безобразия мала.

Во-вторых, несмотря на встроенные фильтры, шумят они так, что мама не горюй. И я очень сильно сомневаюсь, что дополнительной обработкой можно что-то существенно исправить.

В-третьих, у обоих компасов сильно "сбит" центр. Кроме того, один из них, похоже словил нелинейщину (возможно из-за не слишком удачной компоновки).

Вообще, пока кажется, что использовать их как компасы - нереально...

Поковыряюсь еще, конечно.

Добавлено спустя 1 час 43 минуты 41 секунду:
Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы.
Вот как ложатся данные компаса при вращении вокруг вертикальной оси.
lsm.JPG
lsm.JPG (4.51 КиБ) Просмотров: 2895


Разброс безобразный.

Красная точка - это теоретический ноль :)
(То есть по идее там должен быть центр круга)

Добавлено спустя 10 минут 13 секунд:
Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы.
Компас стоит на месте. Разброс. Масштаб тот же.
lsm2.JPG
lsm2.JPG (1.18 КиБ) Просмотров: 2922


Добавлено спустя 7 минут 10 секунд:
Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы.
В общем разброс порядка 15 градусов...
ну пусть это будет +-7.5
это до фига! :(
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Michael_K » 19 дек 2010, 13:08

Теоретический предел точности с этими датчиками можно грубо оценить так:
Идем на http://www.ngdc.noaa.gov/geomagmodels/IGRFWMM.jsp
Вводим свои координаты (или можно страну-город выбрать).
Давим кнопку "Compute Magnetic Field Values"
Смотрим на цифру "Horizontal Intensity" Для Питера это 14901.5 nT = 149 mGauss.

Дискрет у датчика 8 mGauss (при самом высоком усилении).
Соответственно теоретический дискрет по углу arctan(8/149) - это чуть больше трех градусов.

Нужно добавить, что самое высокое усиление лично мне поставить не удалось - датчик уходит в насыщение. Возможно такой разброс и насыщение датчика связаны с плохой магнитной обстановкой (все таки в многоквартирном доме рядом с компом, батареей отопления и прочими лифтами, наверное, много магнитных шумов).

Добавьте разброс показаний, неидеальность калибровки, компенсацию наклона по акселю (который тоже шумит) - в общем грустно все.
Последний раз редактировалось Michael_K 19 дек 2010, 13:27, всего редактировалось 2 раз(а).
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Виталий » 19 дек 2010, 13:17

Возьми MicroMag3. У него что-то около 0.1 mGauss дискрет насколько я помню.
Красная точка - это теоретический ноль
(То есть по идее там должен быть центр круга)

Главное а чтобы круг ровным был и без пробелов, а центр подвинуть это просто.

Компас стоит на месте. Разброс. Масштаб тот же.

На этой картинке не видно распределения.
Все новости о моих проектах http://savethebest.ru
Аватара пользователя
Виталий
 
Сообщения: 2114
Зарегистрирован: 08 окт 2004, 16:43
Откуда: St. Petersburg
Skype: quark-bot
ФИО: Клебан Виталий

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Michael_K » 19 дек 2010, 13:25

Не видно, но усредняется плохо. Ощущение такое, что оно "медленно ползает", а не "случайно шумит"... Возможно это связано с тем, что рядом комп, батарея отопления, лифты ездют и т.п.

То есть, _может_быть_, в чистом поле будет получше...

С другой стороны, _может_быть_ и нет, потому что вполне вероятно, что магнитные поля в доме, хотя и шумные, но сильнее, чем в поле (то есть возможно компас показывает не на север, а на батарею, но зато показывает "сильно").

Добавлено спустя 1 минуту 37 секунд:
Виталий писал(а):Главное а чтобы круг ровным был и без пробелов, а центр подвинуть это просто.

Ноль-то подвину - это да... Если он стоит всегда в одном месте, в чем я не уверен уже.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Termik38 » 19 дек 2010, 14:40

А если за экранить датчик,что будет показывать?
Termik38
 
Сообщения: 18
Зарегистрирован: 19 дек 2010, 00:27

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Michael_K » 19 дек 2010, 15:47

ХЗ...

После жестокой цифровой фильтрации по двум развернутым компасам
разброс удалось снизить почти вдвое:
lsm.GIF
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Michael_K » 25 дек 2010, 15:06

Наконец-то удалось еще посидеть над компасом...
Результат - в статике точность порядка +- полтора-два градуса (на глаз).
Оцениваю по разбросу (то есть это не абсолютная точность)

Пока откалибровал "на глаз".

1. Подскажите правильную процедуру калибровки акселя и компаса
"в поле" без применения специального оборудования.

2. Каким "Калманом" можно улучшить результаты? (Калмана посчитать не смог - запутался в синусах :))
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Виталий » 25 дек 2010, 15:27

2. Каким "Калманом" можно улучшить результаты? (Калмана посчитать не смог - запутался в синусах )

У тебя же статика, лучше чем усреднение ничего не придумать.
Можно только попытаться фильтровать выбросы медианным фильтром. Делаешь N измерений, сортируешь в порядке возрастания, выбираешь измерение с номером N/2.
Все новости о моих проектах http://savethebest.ru
Аватара пользователя
Виталий
 
Сообщения: 2114
Зарегистрирован: 08 окт 2004, 16:43
Откуда: St. Petersburg
Skype: quark-bot
ФИО: Клебан Виталий

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Michael_K » 25 дек 2010, 16:52

Виталий писал(а):У тебя же статика, лучше чем усреднение ничего не придумать.

Я это понимаю и усредняю.
Но гложат сомнения - мне трудно сказать,
как распределены разбросы исходных данных.
И тем более, что там получается после всяких арктангенсов?

Добавлено спустя 9 минут 15 секунд:
Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы.
Калибровку, наверное, буду делать тупо по четырем точкам (переворачивая датчик на 180 градусов вокруг двух осей). Эллипсоиды считать не буду (в атмелке это напряжно).

Добавлено спустя 1 час 5 минут 9 секунд:
Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы.
Все таки что-то тут неочевидное есть.
На входе у меня шесть значений (разложение векторов силы тяжести и магнитного поля по осям датчика). НО они же (эти шесть значений) не независимы! А другой момент - это их нелинейное влияние на нужные мне результаты (причем, меня интересуют только углы, а не, например, абсолютные значения...)
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Michael_K » 26 дек 2010, 17:35

Замерил абсолютную точность - оказалась ни к черту.
Основная проблема заключалась в калибровке нулей обоих датчиков
(если помните у меня 12 осей).

Оказалось, что калибровку нужно проводить строго в статике (то есть аппроксимация сферой по облаку точек при случайных поворотах не катит вообще, то есть на порядки хуже, даже если крутишь датчик предельно осторожно и медленно).

Откалибровал в статике "на коленке" (приклеил плату к ровной доске, распечатал "транспортир", сделал приспособу из табуретки, уровня и отвеса :))

Проверил. и О ЧУДО!!! почти уложился в градус! (+-0.6 градуса примерно). Но самое главное, что восстановилась линейность и, соответственно, абсолютная точность.
Это без учета эллипсоидности (забью на нее - слишком сложно, а перспективы сомнительны).

В общем, сижу выдумываю процедуру "правильной" калибровки.

Встроенные в датчики заводские настройки и селфтесты, мягко говоря, отстой.
Не помогают совсем.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Grem » 26 дек 2010, 19:15

Когда совсем разберетесь, если не затруднит - напишите статью в вике, думаю всем полезна будет :)
"There is nothing better than sliding down snow and flying through the air" (с) Shane McConkey.
Lieber ein Brett am Fuß als eins vorm Kopf, aber lieber ein Brett vorm Kopf als zwei am Fuß.
Аватара пользователя
Grem
 
Сообщения: 1530
Зарегистрирован: 16 май 2009, 12:50
Откуда: Россия
прог. языки: Java, C

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Виталий » 26 дек 2010, 19:54

Оказалось, что калибровку нужно проводить строго в статике (то есть аппроксимация сферой по облаку точек при случайных поворотах не катит вообще, то есть на порядки хуже, даже если крутишь датчик предельно осторожно и медленно).

На поворотном столике получается хорошо. Вращать медленно, а показания сверять с энкодером.
Только все это бесполезно из-за того, что магнитное поле нестационарно как в пространстве, так и во времени.
Это все убивает.

Проверил. и О ЧУДО!!! почти уложился в градус!

Это наверное ненадолго.
Все новости о моих проектах http://savethebest.ru
Аватара пользователя
Виталий
 
Сообщения: 2114
Зарегистрирован: 08 окт 2004, 16:43
Откуда: St. Petersburg
Skype: quark-bot
ФИО: Клебан Виталий

Re: Практика использования твердотельных компасов... вопросы

Сообщение Michael_K » 26 дек 2010, 20:32

Виталий писал(а):
Проверил. и О ЧУДО!!! почти уложился в градус!

Это наверное ненадолго.


Может быть. Вот поэтому и хочется сделать процедуру калибровки для пользователя.
Ну, и по крайней мере, в любом случае получилось лучше, чем до этого.
Аватара пользователя
Michael_K
 
Сообщения: 6034
Зарегистрирован: 07 окт 2009, 00:29
Откуда: СПб

Пред.

Вернуться в Сенсорика

Кто сейчас на конференции

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

Mail.ru counter